Buen análisis del artículo, análisis detallado de cómo controlar la estructura y el rendimiento de la corrosión por descincificación del latón fundido con plomo.
La aleación de latón fundido con plomo tiene buenas propiedades mecánicas y rendimiento de corte y se usa ampliamente en artículos sanitarios, equipos de plomería, instrumentos, válvulas hidráulicas, etc. Aunque el rango de temperatura de cristalización del latón fundido con plomo es pequeño, la capacidad de llenado del molde es fuerte y tiene los efectos de desgasificación y desoxidación del zinc, etc., debido al hecho de que el latón forma fácilmente cristales columnares gruesos durante el proceso de solidificación y la estructura de fundición es gruesa, es fácil agrietarse por calor durante el proceso de fundición. Durante el uso se producen fugas y otros fenómenos que afectan su rendimiento. El refinamiento de la estructura del latón fundido es una de las formas efectivas de mejorar la resistencia y la densidad al agrietamiento en caliente. En la actualidad, la adición de refinadores es el método principal para refinar la estructura del latón fundido. La literatura estudia el efecto del boro en el refinamiento de la estructura del latón al aluminio. Agregar boro puede refinar eficazmente la estructura fundida del latón de aluminio. La literatura también estudia RE Puede refinar la estructura fundida de latón de aluminio. Existen pocos estudios sobre los efectos del boro y las tierras raras en la estructura y el rendimiento de descincificación del latón fundido al plomo. Este artículo estudia los efectos de los tratamientos de refinamiento con tierras raras y boro sobre la estructura de fundición y las propiedades de corrosión por descincificación del latón al plomo fundido.
1. Materiales y procesos de prueba.
El grado del material de prueba es latón al plomo ZCuZn40Pb2 y su composición química (fracción de masa) es 36,4% Zn, 1,70% Pb, 0,62%, A1 y balance de Cu. Tierras raras con 10% RE. Se añade una aleación maestra de AI y boro como aleación maestra de Cu-4.68%B. Se coloca un crisol de grafito en un horno de resistencia de tipo pozo para la fundición de aleaciones. El proceso de fundición del latón del cable de prueba es el siguiente: la carga se funde y cuando la temperatura aumenta a 1030 grados, se agregan refinadores de boro y tierras raras respectivamente utilizando el método de campana de vidrio, se agita completamente y después de 10 minutos de conservación del calor. , la temperatura de precalentamiento de vertido es de 350 grados. Las varillas de prueba de tipo metálico izquierda y derecha y las muestras de copa redonda de tipo metálico. El método de muestra de copa redonda de metal es el método más simple y directo para que las empresas de fundición de aleaciones de cobre verifiquen si el proceso de refinamiento es bueno o no. El método específico consiste en verter una muestra de copa redonda y, después de solidificarla y formar costras, verter rápidamente el líquido de cobre no solidificado en el centro de la muestra de copa redonda para obtener una muestra de copa con una superficie de cristal solidificada. Observando las características morfológicas de la superficie del cristal para juzgar el efecto del procesamiento de refinamiento. Prueba de descincificación de latón fundido con plomo: la solución corrosiva es 1% CuCl2: solución, la temperatura de la solución es (75 ± 10) grados, el tiempo de corrosión es de 24 horas, una vez completada la corrosión, sáquela, límpiela, séquela y córtela. Se utilizaron muestras de fase para observar y medir la profundidad de la corrosión por descincificación utilizando un microscopio para explorar el efecto del tratamiento de refinamiento sobre la corrosión por descincificación del latón fundido con plomo. Adoptar [PUS. Observe la microestructura bajo un microscopio metalográfico PME3. La solución corrosiva para el tejido es 5 gFeCl3+5 mlHCl+100 ml de solución acuosa.
2. Resultados y análisis de las pruebas.
2.1 Efecto del refinador sobre la estructura del latón al plomo.
La Figura 1 muestra la estructura del latón al plomo sin refinar y con refinamiento de boro y tierras raras. Se puede observar que la estructura del latón al plomo fundido en un molde metálico sin refinar es extremadamente tosca (Figura la). Según el análisis del diagrama de fases de cobre-zinc, la estructura fundida debe ser fase (blanca) + fase (negra) + fase Pb, la fase Pb se distribuye en la fase o entre las fases y como pequeñas partículas negras simples. Las fases y en la estructura sin refinar recién fundida se distribuyen en listones largos y gruesos. Después del tratamiento de refinamiento RE y B, las fases y se refinaron significativamente. Después del tratamiento de refinamiento B, las fases gruesas en forma de listón desaparecieron y se convirtieron en granos cortos, escamosos o equiaxiales (Figura 1b). En comparación con la estructura moldeada (Figura 1c), la estructura de la estructura tratada químicamente se refina significativamente y las fases y cambian de listones largos y gruesos a listones cortos y delgados. Por lo tanto, para las aleaciones de latón fundido, los tratamientos de refinamiento RE y B pueden mejorar significativamente la estructura del latón fundido. Bajo esta condición de prueba, el efecto de refinamiento de la estructura del latón fundido al plomo tratado con boro es significativamente mejor que el del latón fundido al plomo tratado con boro. El efecto del tratamiento de refinamiento de tierras raras.
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2.2 Efecto del refinador sobre la morfología y estructura de la superficie de la muestra de copa de concha
La Figura 2 es la morfología de la superficie cristalina de la muestra de copa de concha antes y después del tratamiento de refinamiento con boro del cobre líquido en el mismo horno. Se puede ver que la superficie de la muestra de copa fundida con líquido de cobre sin refinar es rugosa (Figura 2a). Desde una perspectiva macro, se puede ver que hay muchas pequeñas protuberancias desiguales en la superficie del cristal. La Figura 3a muestra la superficie del cristal sin refinar y sus alrededores. A partir de la morfología de la estructura, se puede ver que la estructura de la superficie rugosa son cristales columnares gruesos, y las pequeñas protuberancias rugosas son las dendritas columnares que quedan en la interfaz líquido/sólido cuando el líquido de cobre se solidifica. Debido a que el líquido entre las dendritas no solidificadas se vertió durante la prueba, los cristales columnares formados en el frente del líquido se retienen completamente, formando una superficie rugosa. La Figura 2b es la superficie de la muestra de copa de cáscara refinada con boro. En comparación con la superficie sin refinar, la superficie es lisa y no tiene protuberancias pequeñas ni rugosas. La estructura del microscopio óptico de superficie se muestra en la Figura 3b. La superficie del cristal es desigual, pero la superficie del cristal es lisa. La estructura de la superficie cristalina lisa muestra una cristalización equiaxial, por lo que el tratamiento de refinamiento puede cambiar la estructura de solidificación del latón al plomo fundido.
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2.3 Efecto del tratamiento de refinamiento sobre el rendimiento de descincificación del latón fundido
La Figura 4 muestra el efecto del tratamiento de refinamiento sobre la profundidad de descincificación del latón fundido al plomo. Debido a la corrosión por descincificación, la estructura de la superficie es diferente de la capa blanca del interior. Esto se debe a que en el ambiente corrosivo, el zinc en la superficie se corroe, la concentración disminuye, la fase rica en zinc (fase) en la estructura disminuye y la fase aumenta, lo que resulta en una estructura obvia. diferencia. La profundidad de descincificación del latón al plomo sin refinar es relativamente grande (Figura 4a). La profundidad promedio de la capa de descincificación del latón al plomo es de 17000 um, seguida de la medición cuantitativa de la capa de descincificación. La profundidad de la capa de descincificación del tratamiento refinado de tierras raras es la segunda (Figura 4b). La profundidad media de la capa de zinc es 132,2um. La profundidad de la capa de descincificación tratada con refinamiento con boro es la más pequeña (Figura 4c). La profundidad promedio de la capa de descincificación es de solo 57,2 um mediante medición cuantitativa. Esto muestra que el tratamiento de refinamiento puede suprimir eficazmente la corrosión por desgalvanización del latón fundido al mismo tiempo que refina la estructura original. En particular, el efecto del tratamiento de refinamiento con boro en la inhibición de la corrosión por descincificación del latón fundido es más obvio. En cuanto al mecanismo de corrosión por descincificación del latón al plomo, actualmente existen dos mecanismos principales: uno es la disolución. El mecanismo de redeposición y el mecanismo de disolución preferencial del zinc pueden ser a veces el resultado de la acción combinada de ambos. El mecanismo de disolución preferencial del zinc cree que durante el proceso de corrosión del latón, el zinc en la superficie de la aleación se disuelve preferentemente del latón, generando dobles vacantes. Las vacantes dobles se difunden hacia el interior de la aleación y los componentes de la aleación de zinc se difunden hacia la superficie hasta que se disuelven. Disolver. El mecanismo de redeposición cree que la corrosión por descincificación del latón incluye dos posibilidades: una es que el cobre y el zinc se disuelvan en el ánodo al mismo tiempo. Cuando los iones de cobre en la solución alcanzan una cierta concentración, los iones de cobre se reducen a cobre metálico y se depositan en la superficie. , como cátodo adicional para acelerar la disolución del zinc en la aleación; la otra es que, al principio, en un corto período de tiempo, el zinc se disuelve preferentemente en la solución. A medida que la difusión del zinc se vuelve difícil, el cobre y el zinc se disolverán al mismo tiempo, acompañado de una retrodeposición de cobre. . El tratamiento de refinamiento con boro puede inhibir la descincificación del latón, principalmente porque se agrega boro al latón con plomo ZCuZn40Pb2, que puede llenar los límites de grano y las vacantes dobles, aumentar la fuerza de unión allí y dificultar la migración de los límites de grano y las vacantes dobles. Canal, reduciendo la velocidad de migración del zinc, reduciendo así la tasa de corrosión del latón con plomo ZCuzn40Pb2. El tratamiento de refinamiento RE puede eliminar las impurezas en la matriz de latón. Cuando el latón con plomo ZCuZn40Pb2 contiene elementos impuros como O y S, la diferencia de potencial del electrodo entre ellos y la matriz es grande, lo que forma una batería primaria y acelera la corrosión. Las tierras raras pueden interactuar con O, S y otros elementos impuros. El S genera compuestos de tierras raras de baja densidad y alto punto de fusión [81], que flotan fácilmente en la escoria, purificando así la matriz y reduciendo la velocidad de corrosión. Cuando se añaden tierras raras al latón, se formará en la superficie una capa extremadamente fina y densa de óxidos de tierras raras. Puede prevenir la difusión de átomos de Zn y Cu en la solución, reducir la velocidad de disolución, retrasando así la corrosión y mejorando el rendimiento de la aleación ante la corrosión por descincificación.
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3.Conclusión
(1) El tratamiento de refinamiento RE o B puede refinar la estructura moldeada de ZCuZn40Pb2. El tratamiento de refinamiento puede cambiar la estructura de listones largos y gruesos del latón en listones cortos y delgados o en una estructura cristalina equiaxial. El efecto de refinación del tratamiento de refinación B es mejor que el de agregar un tratamiento de refinación de tierras raras. El tratamiento de refinamiento puede cambiar la superficie de la muestra de la copa de cáscara de rugosa a lisa. La estructura de la capa superficial rugosa son cristales columnares y la estructura de la capa superficial lisa son cristales equiaxiales.
(2) El tratamiento de refinamiento RE o B de la aleación ZCuZn40Pb2 puede inhibir la corrosión por descincificación del latón fundido. El rendimiento de inhibición de la desgalvanización del tratamiento de refinamiento B es más obvio que el del tratamiento de refinamiento RE.
