A преглед на на изследвания и приложение на мед-никел сплави% 2c включително изследвания на на класификация % 2c свойства и приложения % 2c и изпълнение изисквания на мед-никел сплави
Резюме: Най бързо развитие на на морската индустрия има поставиха увеличаване изисквания на морски инженеринг приложение материали%2в включително бяло мед%2в което е широко използвано в кораби%2в някои мощност растения%2в и морска вода обезсоляване. Защото то е предмет до дългосрочно морска вода ерозия и корозия, ако корозията съпротивлението не не отговарят употребата изискванията, корозия повреда ще възникнат, резултатно в огромни загуби. Следователно% 2c бяло мед има привлечено увеличаване внимание поради неговата добра морска вода корозия устойчивост (особено добра ерозия корозия производителност) и корозия умора устойчивост % 2c отлично студено и горещо обработка производителност% 2c и високо опън якост % 2c добив сила и други свойства.
Ключови думи: бяло мед; състав; корозия съпротивление; приложение
CTL classification number: TG146.15 Document code: A
With the development of the marine industry, the material selection of seawater cooling systems has evolved from the early TUP copper, aluminum brass, and stainless steel to the current copper-nickel alloy with better resistance to seawater corrosion. White copper uses nickel as the main element and contains a small amount of Fe, Mn and other elements to form a continuous -single-phase solid solution, giving it good ductility, impact resistance and thermal stability. At the same time, the infinite solid solution of copper and nickel prevents phase transformation during later hot and cold processing, so it has little impact on the mechanical properties and corrosion resistance of the alloy. This article introduces different white copper alloys and their applications, and summarizes the research progress of copper-nickel alloys. Figure 1 shows the offshore platform system, and Figure 2 shows the material performance requirements.
1. Classification of copper-nickel alloys
Таблица 1 показва клас и елементарен състав на купроникел сплав. Купроникел може да бъде разделен на манган купроникел% 2c желязо купроникел% 2c обикновен купроникел% 2c алуминий купроникел и цинк купроникел. Поради различното съдържание на Ni елемент% 2c неговите свойства са различни% 2c и приложението поводи са също различни. различни. Защото от неговите незаменими корозия устойчивост и много свойства по-добри до традиционни сплави% 2c it има голямо приложение потенциал.
2. Свойства и приложения на мед-никел сплави
Обикновен бял мед е общо а структурен мед-никел сплав. В допълнение към неговата висока корозия устойчивост % 2c то също има добро изчерпателно механични свойства при високо и ниско температури , това е % 2c добро пластичност и издръжливост. Това е обикновено се използва като пръти или ленти. At на същото време% 2c добавяне някои следа сплав елементи такива като Fe% 2c Mn% 2c Zn и Al на на основа на обикновен бял мед може постигне специални производителност изисквания в практически приложения и по-добре отговарят промишлени нужди. Най-много широко използва желязо-никел мед е BFe% 7b% 7b2% 7d% 7d (C70600) и
image.png
BFe30-1-1 (C71500), when the mass fraction of Ni is between 30% and 10%, the alloy has a wider passivation range and the best corrosion resistance. The alloy also has super strong resistance to seawater erosion and corrosion, and is called "marine engineering alloy". The main applications of copper and copper alloys in the field of marine engineering are shown in Table 2.
BFe10-1-1 and BFe30-1-1 alloys have the advantages of good resistance to seawater erosion and corrosion, high heat transfer coefficient, excellent mechanical/welding properties, inhibition of marine microbial adhesion, etc., and are widely used in ship main and auxiliary engines. Cooling water pipes, fire protection pipelines on offshore oil production platforms, heat exchangers in power plants, condensers in coastal nuclear power plants, and brine heaters in multi-stage flash evaporation devices for seawater desalination [2-4]. At the same time, BFe30-1-1 alloy has higher strength and is also used in high-strength structural parts such as shafts, fasteners, valve stems and flanges of some marine devices. The BFe30-2-2 alloy, which is resistant to seawater erosion corrosion and sand corrosion resistance, was developed to deal with the problem of high sand content in seawater in the East China Sea [5]. BFe10-1-1
image.png
The mechanical properties of BFe{{0}} alloy pipes in the hard state should meet: tensile strength Greater than or equal to 370MPa, yield strength Greater than or equal to 150MPa, elongation Greater than or equal to 18%, Vickers hardness Greater than or equal to 85; corrosion resistance: corrosion amount (50 degree , 3.5% NaCl seawater) Less than or equal to 0.025mm/a, no pitting corrosion is allowed. Manganese white copper (BMn3-12 alloy) has a moderate resistance coefficient, a small resistance temperature coefficient and is relatively stable. Due to its good electrical properties, BMn3-12 alloy can be used to make standard resistors and resistive components of other precision instruments. With the development of the times, the requirements for the precision of instruments are getting higher and higher, so the research on this alloy cannot stop at changing the alloy composition and content [6]. Through annealing, horizontal extrusion failure and drawing processes, BMn3-12 alloy has special coherent twin boundaries, which can improve the strength of the material without affecting the conductivity of the material. BMn40-1.5 alloy is an electrical copper-nickel alloy that was used earlier than BMn3-12 alloy. Because of its smaller temperature coefficient of resistance, it has better heat resistance and can be used in a wider temperature range. Compared with BMn3-12 alloy, BMn40-1.5 alloy has a higher thermoelectric potential against copper, so it is suitable for precision resistors, sliding resistors, starting and regulating transformers and resistance strain gauges for AC [8]. Aluminum-nickel copper has both high strength and good plasticity and toughness. Among them, BAl13-3 alloy is often used to make higher-strength corrosion-resistant parts, and BAl16-1.5 alloy is used to make flat springs with important uses. For a long time, in order to improve the performance of aluminum-nickel copper, a small amount of trace elements are often added to create a strengthened matrix of aluminum-nickel copper, which has good conductivity while maintaining high strength to meet practical application requirements. Because aluminum-nickel copper has high strength, high electrical conductivity and good wear resistance, it can be used as a potential material for lead frames and wear-resistant parts [9-11].
Цинк купроникел (BZn% 7b% 7b0% 7d% 7dBZn% 7b% 7b1% 7d% 7d сплав) е също наречен % 22немски сребро% 22 % 5b12% 5d. Защото цинк-никел мед има предимствата на добър опън сила % 2c умора устойчивост и корозия съпротивление% 2c it е главно използва се като черупки на компоненти или кристали% 2c медицински оборудване % 2c строителство материали % 2c и вятър инструмент черупки % 5b13% 5d.
3. мед-никел сплав изпълнение изисквания
With the rapid development of my country's marine shipbuilding industry, offshore oil and gas industry, marine mining, marine power and seawater desalination industries, the requirements for materials are becoming higher and higher [16]. Among them, copper-nickel alloy pipes are mostly used. Copper alloy condenser pipes for ships have long been working in high temperature, high pressure and highly corrosive cooling medium - seawater environment. Therefore, it is no longer enough for the chemical composition, mechanical properties, and seawater corrosion resistance of the product to meet the requirements. Strict requirements must also be placed on geometric dimensional accuracy, process performance, internal organization and other indicators. At the same time, copper-nickel alloy pipes are also required to have good corrosion resistance. , high heat transfer coefficient, large diameter, high precision, excellent mechanical welding technology, and good ability to inhibit the adhesion of marine microorganisms [17] and other characteristics. At present, due to problems with processing equipment in China, large-diameter copper tube alloys are still unable to be mass-produced and mainly rely on foreign imports. Therefore, the production difficulties of large-diameter copper pipes still need to be overcome.
4. Изследвания напредък на мед-никел сплави
4.1 Corrosion mechanism of copper-nickel alloy
Figure 4 shows the various processes of the corrosion reaction of cupronickel in oxygenated seawater. The AB line in the figure is the cathode reaction process of cupronickel in seawater, which can be expressed as:
1/2[O2]+[H2O]+2e−=2[OH−] (1)
На CD линия в Фигура 4 е на анод реакция процес на бяло мед без пасивация в морска вода. Това може да бъде изразен като% 3a
Cu=Cu++e−(2)
T1, T2, T3 in Фигура 4
Кривата е анодната реакция процес на пасивация на бяло мед в морска вода. На EF линия е а водород еволюция реакция процес на бяло мед поради липса на кислород % 2c така нито едно от двете пасивация нито / нито корозия продукти са формира по време на това процес.
Cu(orCu2O)=Cu2++2e−(3)
image.png
2[Cu2+]+3[OH−]+[Cl−]=Cu2(OH)3Cl (4)
4.2 изследвания на корозия устойчивост на мед-никел сплав
В ред да отговарят на изпълнение изисквания на морски промишленост материали% 2c а партида на изследвания е е направено да подобри на корозия устойчивост на мед-никел сплави. Deng Chuping% 5b19% 5d намерени че на опън якост и удължение на бяло мед добавя с редки земята Ce са подобрени% 2c и на зърно структура е плътен. Освен това% 2c добавяне редки земята Ce може подобри типичните denickel корозия на на сплав в сяра, съдържащи медии. тенденция. Jiang et al. [20] проучени на ефекти на различни Fe съдържание на на структура и свойства на B10 сплав, и намерени че като на Fe съдържание увеличено, на корозия съпротивление показано а тенденция на първо увеличаване и послеене, но не не допълнително изследване на корозия съпротивление механизъм. Изследвания. Пекин цветни метали изследвания Институт
Zhang Jianing % 5b21% 5d намерени най-добрите сплав съотношение да подобри на корозия устойчивост на B10 от контролиране на Fe% 2fMn съотношение. Проучването намерени че когато Fe% 2fMn% 7b% 7b2% 7d% 7d% 3a2% 2c на корозия устойчивост на сплав е най-доброто. Ma et al. [22] of the Chinese Academy of Sciences found that the use of solid solution + cold rolling deformation + recrystallization annealing process can increase the number of grain boundaries and twin boundaries, by получаване an alloy with better corrosion resistance.
5 Conclusion
Това статия главно отнема мед-никел сплав като на стартиране точка % 2c обяснява на химически състав и приложение сценарии на различни мед-никел сплави% 2c въвежда на водещ мед кондензатор тръба производство фабрики в дома и в чужбина , и на производителност на мед-никел сплав тръби за вътрешни морски система тръбопроводи. търсене и бъдеще тенденции в на развитие на мед-никел сплави. На основен изследвания напредък на мед-никел сплави е обобщено. At настояще% 2c на основен напредък е от добавяне следи количества на редки земята елементи да добавяне различни съдържание.
Fe елемент% 2c промяна съотношението на матрица сплав елементи и зърно граница инженеринг да се подобри корозия устойчивост на мед-никел сплави.
