1. Caractéristiques générales de corrosion du laiton
Le laiton est un alliage Cu-Zn avec le Zn comme élément principal de l'alliage. On l'appelle laiton en raison de sa couleur jaune. Selon les types et la teneur en éléments d'alliage ajoutés, le laiton peut être divisé en trois catégories : le laiton monophasé, le laiton à phase complexe et le laiton spécial. Lorsque la teneur en zinc est inférieure à 36 %, une solution solide monophasée se forme, c'est pourquoi le laiton monophasé est également appelé laiton. Lorsque la teneur en zinc est de 36%-45%, il devient + laiton phase complexe. Lorsque la teneur en zinc est supérieure à 45 %, il y a trop de phase et elle est fragile et n'a aucune valeur pratique. Le laiton spécial est à base de Cu-Zn et ajoute Sn, Mn, Al, Fe, Ni, Si, Pb et d'autres éléments.
Le laiton se corrode très lentement dans l'atmosphère, le taux de corrosion dans l'eau douce pure n'est pas important ({{0}}.0025-0,025 mm/an) et le taux de corrosion dans l'eau de mer est légèrement plus rapide ( 0.0075-0,1 mm/an). Le fluorure présent dans l'eau a peu d'effet sur la corrosion du laiton, le chlorure a un effet plus important et l'iodure a un effet sérieux. Dans l'eau contenant des gaz tels que O2, CO2, H2S, SO2, NH3, etc., le taux de corrosion du laiton augmente considérablement. Il est extrêmement facile de se corroder dans l’eau minérale, en particulier dans l’eau contenant du Fe2(SO4)3. Il provoque une corrosion grave dans l'acide nitrique et l'acide chlorhydrique, se corrode lentement dans l'acide sulfurique et résiste à la corrosion dans une solution de NaOH. Le laiton a une meilleure résistance à la corrosion par impact que le cuivre pur.
Le laiton spécial a une meilleure résistance à la corrosion que le laiton ordinaire. L'ajout d'environ 1 % de Sn au laiton peut réduire considérablement la corrosion par dézincification du laiton et améliorer la résistance à la corrosion dans l'eau de mer ; l'ajout d'environ 2 % de Pb au laiton peut augmenter la résistance à l'usure, réduisant ainsi considérablement son taux de corrosion dans l'eau de mer qui coule. Afin d'éviter la corrosion par dézincification, une petite quantité d'As, Sb et P (0.02 %~0.05 %) peut également être ajoutée. ; Le laiton bleu marine contient 0,5 % à 1,0 % de Mn, ce qui peut améliorer la résistance et avoir une bonne résistance à la corrosion. . Dans le laiton contenant 65 % de Cu et 55 % de Cu, 12 %-18 % de Ni sont utilisés pour remplacer une partie du Zn. Parce que la couleur est blanc argenté, on l’appelle maillechort ou argent allemand. Cet alliage présente une excellente résistance à la corrosion dans les sels, les alcalis et les acides non oxydants. Parallèlement, puisqu’une grande quantité de Ni remplace 2n, il n’y a pas de phénomène de dézincification. En plus des caractéristiques de corrosion ci-dessus, le laiton présente également deux formes importantes de corrosion, à savoir la corrosion par dézincification et la corrosion sous contrainte.
2. Fissuration par corrosion sous contrainte du laiton
Les facteurs qui affectent la fissuration par corrosion sous contrainte du laiton comprennent les milieux corrosifs, les contraintes, la composition de l'alliage et la structure organisationnelle. Un certain alliage se corrodera et se fissurera uniquement dans certains milieux et dans des conditions de contraintes spécifiques.
(1) Milieu corrosif
Le laiton soumis à une contrainte de traction peut produire une corrosion sous contrainte dans tous les milieux contenant de l'ammoniac (ou NH4+) et dans l'atmosphère, l'eau de mer, l'eau douce, l'eau à haute température et haute pression et la vapeur d'eau. Par exemple, la fissuration des douilles de balles en laiton pendant la saison des pluies estivales (également appelée fissuration saisonnière) est un exemple typique de fissuration par corrosion sous contrainte du laiton. De plus, la morphologie de fissuration par corrosion sous contrainte du laiton est divisée en intergranulaire et transgranulaire. Dans la solution filmogène, la fracture intergranulaire se produit principalement, et dans la solution non filmogène, la fracture transgranulaire se produit principalement. On pense généralement que le mécanisme de fissuration par corrosion sous contrainte du laiton est que, dans la solution filmogène, une couche de film d'oxyde cuivreux de faible ténacité se forme à la surface du laiton. Sous l'action de contraintes et de déformations, le film d'oxyde cuivreux subit une fissuration fragile, puis se forme aux joints de grains. Une fois ce film fragile, la fissure s'étendra jusqu'au métal de base et sera stoppée par glissement, exposant la pointe de la fissure à la solution corrosive. Par la suite, une pénétration intergranulaire, une formation de film, une fissuration fragile et une expansion des fissures se produiront. Ce processus est répété. , formant finalement une fracture discontinue en gradins. Dans la solution non filmogène, la contrainte provoque la dissolution préférentielle des dislocations affleurantes sur la surface du laiton, provoquant la propagation de fissures le long du trajet présentant la densité de dislocations la plus élevée et provoquant une fracture. Dans le laiton à faible teneur en zinc, les dislocations se présentent principalement sous la forme de cellules et les joints de grains sont les zones de densité de dislocations maximale, de sorte que les fractures se produisent le long de la forme cristalline. Dans le laiton à haute teneur en zinc, les dislocations se présentent principalement sous forme planaire et les défauts d'empilement sont les zones de densité de dislocations maximale, ce qui entraîne une fracture transgranulaire. De plus, étant donné que les atomes de zinc se séparent au niveau des dislocations sous contrainte et augmentent l'activité au niveau des dislocations, le taux de croissance des fissures augmentera avec l'augmentation de la teneur en zinc.
La recherche expérimentale montre que parmi les atmosphères, l'atmosphère industrielle est la plus susceptible de provoquer une fissuration par corrosion sous contrainte du laiton et a la durée de vie de rupture la plus courte ; L'atmosphère rurale est la deuxième plus probable, et l'atmosphère marine a le moins d'impact. Cet impact différent sur l'environnement atmosphérique est dû à la différence de teneur en SO2 dans l'atmosphère (l'atmosphère industrielle contient le plus de SO2, l'atmosphère rurale contient moins de SO2 et l'atmosphère marine ne contient presque pas de SO2).
En bref, les substances qui provoquent la fissuration par corrosion sous contrainte du laiton sont principalement l'ammoniac et les substances qui peuvent dériver de l'ammoniac, ou des sulfures. Parmi eux, le rôle de l’ammoniac est reconnu, tandis que celui du sulfure n’est pas clair. De plus, la vapeur, l'oxygène, le SO2, le CO2 et le CN- ont un effet accélérateur sur la corrosion sous contrainte.
(2) Stress
La contrainte de traction est une condition nécessaire à la fissuration par corrosion sous contrainte du laiton. Plus la contrainte de traction est élevée, plus la fissuration par corrosion sous contrainte est importante
Plus la sensibilité est élevée. L'utilisation d'un revenu à basse température pour éliminer les contraintes de traction résiduelles peut protéger le laiton de la fissuration par corrosion sous contrainte.
(3) Composition et structure de l'alliage
Plus la teneur en zinc du laiton est élevée, plus sa susceptibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte est grande. Quant à la faible teneur en zinc, la corrosion sous contrainte ne se produira pas. Ceci est lié aux propriétés du milieu. Par exemple, le laiton avec une teneur en zinc inférieure à 20 % ne provoque généralement pas de corrosion sous contrainte dans l'environnement naturel, tandis que le laiton avec une faible teneur en zinc dans l'eau ammoniaquée provoquera également des fissures par corrosion sous contrainte.
L'influence d'autres éléments d'alliage sur la corrosion sous contrainte, le Si peut prévenir efficacement la fissuration par corrosion sous contrainte du laiton. Si et Mn peuvent améliorer la résistance à la corrosion sous contrainte du + et du laiton. Dans des conditions d'atmosphère d'ammoniac, Si, As, Ce, Mg et d'autres éléments améliorent la résistance à la corrosion sous contrainte du laiton. Dans des conditions atmosphériques, Si, Ce, Mg et d’autres éléments améliorent les performances de corrosion sous contrainte. Les résultats des tests d'exposition atmosphérique industrielle montrent que l'ajout d'Ai.Ni et Sn aux alliages Cu-Zn peut réduire les tendances à la corrosion sous contrainte.
