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铜镍(Cu-Ni)合金的分类、性能及其应用
发布时间:2021-06-30     作者:axc   分享到:

合金是一种金属元素和一种或几种其它元素(金属或者非金属均可)熔合后而组成的具有进速特性的物质。铜镍合金,铜Cu 跟镍Ni,呈银白色,有金属光泽,故名白铜。

铜镍合金的分类

表1是白铜合金的牌号及元素组成,白铜可分为锰白铜、铁白铜、普通白铜、铝白铜和锌白铜,由于其中的Ni元素含量的不同,使其性能有所差异,应用的场合也不同。由于其具有无可替代的耐腐蚀性能及诸多性能较传统合金优越,因此具有较大的应用潜力。

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铜镍合金的性能及其应用

普通白铜一般为结构铜镍合金,除了具有较高的耐腐蚀性能之外,在高温和低温下有较好的综合力学性能,即塑性和韧性都较好,一般作为棒材或带材。同时,在普通白铜的基础上添加一些微量合金元素如Fe,Mn,Zn和Al等,可达到实际应用上的特殊性能要求,更好地满足工业需求。

应用广泛的铁白铜是BFe10-1-1(C70600)和BFe30-1-1(C71500),当Ni的质量分数在30%和10%时,合金的钝化区间较宽,耐腐蚀性能好。且该合金还具有超强的耐海水冲刷腐蚀性能,被称为“海洋工程合金”,铜及铜合金在海洋工程领域的主要应用如表2所示。BFe10-1-1和BFe30-1-1合金具有良好的耐海水冲刷腐蚀性能、高的传热系数、优良的力学/焊接性能、抑制海洋微生物附着等优点,被广泛用于船舶主、辅机的冷却水管、海上采油平台的消防管路、电厂的热交换器、滨海核电站凝汽器,海水淡化多

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铜镍合金性能需求

随着我国海洋船舶工业、海洋石油和天然气业、海洋矿业、海洋电力和海水淡化产业的快速发展,对材料的要求也越来越高。其中铜镍合金管使用较多,舰船用铜合金冷凝管长期在高温、高压及腐蚀性很高的冷却介质-海水环境中工作。因此,仅仅产品的化学成分、力学性能、耐海水腐蚀性满足要求已不够,还要严格要求几何尺寸精度、工艺性能和内部组织等指标,同时还要求铜镍合金管具有较好的耐腐蚀性能、高传热系数、大口径、高精度,优良的机械焊接技术,较好的抑制海洋微生物附着等特性。

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铜镍合金腐蚀机制

下图是白铜在含氧海水中腐蚀反应各个过程,图中的AB线是白铜在海水中的阴极反应过程,可表示为:1/2[O2]+[H2O]+2e−=2[OH−]

(1)图中的CD线是白铜在海水中不发生钝化的阳极反应过程。可表示为:Cu=Cu++e−

(2)图中T1,T2,T3曲线是白铜在海水中发生钝化的阳极反应过程。EF线是白铜由于缺氧而发生析氢反应过程,因此在此过程中既不发生钝化,也不形成腐蚀产物。Cu(orCu2O)=Cu2++2e−2[Cu2+]+3[OH−]+[Cl−]=Cu2(OH)3Cl

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