銅鎳合金具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,為分析其作為海水換熱材料的腐蝕行為,選取BFe10-1-1和BFe30-1-1作為對(duì)象,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鈉溶液中,利用電化學(xué)測(cè)試手段研究了其在20～80℃范圍內(nèi)的腐蝕性能,并探討了其腐蝕機(jī)理。結(jié)果表明:BFe30-1-1和BFe10-1-1在60～80℃時(shí)能夠快速生成腐蝕產(chǎn)物膜,界面達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；BFe10-1-1在40℃時(shí)耐蝕性能良好,BFe30-1-1的耐蝕性能受溫度變化影響較小；BFe30-1-1在不同溫度下的耐蝕穩(wěn)定性優(yōu)于BFe10-1-1。

船舶用銅鎳合金管材的耐腐蝕性能分析：

冷凝器是現(xiàn)代船舶上非常重要的裝置,在船舶動(dòng)力系統(tǒng)、空調(diào)與制冷系統(tǒng)中均有使用。冷凝器中銅鎳合金傳熱管由于長(zhǎng)期輸運(yùn)冷卻介質(zhì)——海水,常常遭受?chē)?yán)重腐蝕乃至材料失效時(shí)有發(fā)生,是亟待解決的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)船舶冷凝器用B10和B30銅鎳合金管材進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)表征,進(jìn)而揭示銅鎳合金管材的微觀組織結(jié)構(gòu)與耐腐蝕性能的關(guān)系,可為提高銅鎳合金耐腐蝕性能提供必要的理論依據(jù),為該類管材制備加工工藝優(yōu)化提供重要數(shù)據(jù)支持。本文利用金相檢驗(yàn)、掃描電鏡能譜分析及電子背散射衍射分析等方法,通過(guò)對(duì)船舶冷凝器用B10和B30銅鎳合金管材分別開(kāi)展對(duì)比分析,尋求不同來(lái)源或同一來(lái)源不同批次銅鎳合金管材在微觀組織結(jié)構(gòu)方面存在的差異,利用電化學(xué)分析測(cè)試技術(shù)評(píng)價(jià)銅鎳合金管材微觀組織結(jié)構(gòu)差異對(duì)其耐蝕性能的影響;開(kāi)發(fā)基于掃描電鏡的“定位跟蹤”表征技術(shù),觀察銅鎳合金管材表面腐蝕形貌的演化過(guò)程,分析腐蝕產(chǎn)物元素含量變化,探究微觀組織結(jié)構(gòu)影響銅鎳合金耐腐蝕性能的內(nèi)在機(jī)理。

主要分析結(jié)果如下:

(1)耐腐蝕性能好的B10銅鎳合金管材樣品主要的微觀結(jié)構(gòu)特征為平均晶粒尺寸較大,導(dǎo)致晶界占比較低,從而有效壓減了腐蝕介質(zhì)輸運(yùn)到基體內(nèi)部的通道數(shù)量,進(jìn)而抑制了腐蝕介質(zhì)中參與腐蝕的活性原子數(shù)量,降低了腐蝕速率,**終表現(xiàn)為更優(yōu)的耐腐蝕性能。

(2)耐腐蝕性能好的B30銅鎳合金管材樣品主要的微觀結(jié)構(gòu)特征為特殊晶界含量尤其是共格孿晶界含量較高,有效阻礙了隨機(jī)晶界網(wǎng)絡(luò)的連通性且可能形成大尺寸的晶粒團(tuán)簇,進(jìn)而表現(xiàn)出更優(yōu)的耐腐蝕性能。

(3)定位跟蹤表征發(fā)現(xiàn),B10銅鎳合金管材樣品中001和101取向的晶粒更耐腐蝕,結(jié)果表明B10銅鎳合金微區(qū)耐腐蝕性能與晶體取向密切相關(guān),其可能原因?yàn)椴煌w取向的腐蝕電位不同,導(dǎo)致腐蝕電位較高的晶粒耐腐蝕性能更優(yōu)。

(4)定位跟蹤表征發(fā)現(xiàn),B10和B30銅鎳合金管材樣品表面腐蝕產(chǎn)物膜均存在腐蝕開(kāi)裂現(xiàn)象,腐蝕產(chǎn)物中均不同程度地富集了Fe、Ni和Mn元素,另有較多的O和C1元素。腐蝕形貌和產(chǎn)物分析結(jié)果顯示,B30銅鎳合金管材基體中Ni元素含量較高,導(dǎo)致腐蝕過(guò)程中更多的Ni原子填充到Cu2O腐蝕產(chǎn)物膜的缺陷中,使得該腐蝕產(chǎn)物膜更為致密,**終在不同腐蝕階段均表現(xiàn)出更優(yōu)的耐腐蝕性能。