El latón es una aleación de cobre-zinc ampliamente utilizada conocida por sus excelentes propiedades mecánicas, buena formabilidad y apariencia atractiva. Como proveedor de aleación de latón de confianza, he sido testigo de las diversas aplicaciones de latón en industrias como arquitectura, plomería, electricidad y automotriz. Sin embargo, un problema que a menudo se refiere a nuestros clientes es la corrosión de las aleaciones de latón. Comprender los mecanismos de corrosión del latón es crucial para garantizar el rendimiento a largo plazo y la durabilidad de los productos de latón. En este blog, profundizaremos en los principales mecanismos de corrosión de las aleaciones de latón.
Corrosión general
La corrosión general, también conocida como corrosión uniforme, es el tipo de corrosión más común en las aleaciones de latón. Ocurre cuando toda la superficie del latón es atacada uniformemente por el entorno corrosivo. En presencia de humedad y oxígeno, se forma una capa delgada de óxido de cobre y óxido de zinc en la superficie del latón. Esta capa de óxido inicial puede actuar como una barrera protectora hasta cierto punto. Sin embargo, en entornos agresivos como aquellos con alta humedad, soluciones ácidas o alcalinas, o la presencia de ciertas sales, la capa de óxido puede descomponerse y el proceso de corrosión continúa.
Las reacciones químicas involucradas en la corrosión general del latón son complejas. Por ejemplo, en un entorno ácido, el zinc en el latón reacciona con iones de hidrógeno ((H^+)) de acuerdo con la siguiente ecuación:
[Zn+ 2H^+ \ REJETROW ZN^{2+}+ H_2 \ UPARROW]
El cobre en el latón también puede reaccionar con oxígeno y ácidos, formando sales de cobre. La tasa de corrosión general depende de varios factores, incluida la composición de la aleación de latón, el pH del medio ambiente, la temperatura y la presencia de otros contaminantes.
Para prevenir la corrosión general, se pueden aplicar tratamientos superficiales como el enchapado, la pintura o la pasivación. Estos tratamientos pueden proporcionar una capa protectora adicional en la superficie del latón, reduciendo el contacto entre el latón y el entorno corrosivo.
Desinfección
La decincificación es un mecanismo de corrosión único y significativo en las aleaciones de latón. Es un proceso de corrosión selectiva donde el zinc se elimina preferentemente del latón, dejando atrás una capa porosa y rica en cobre. Este proceso ocurre principalmente en aleaciones de latón con un contenido de zinc relativamente alto (generalmente por encima del 15%) en presencia de agua y un electrolito.
Hay dos tipos de dezincificación: enchufe - tipo decincificación de tipo y capa - de tezincificación de tipo. El tapón: la desezincificación de tipo de tipo aparece como áreas localizadas de corrosión, mientras que la decincificación tipo capa se produce como una capa continua en la superficie del latón.
La fuerza impulsora para la desezincificación es la diferencia en el potencial electroquímico entre el cobre y el zinc. El zinc es más electroquímicamente activo que el cobre, por lo que en un entorno corrosivo, los átomos de zinc tienden a disolverse en la solución como iones de zinc ((Zn^{2+})), dejando atrás el cobre. La reacción puede representarse como:
[Zn \ rectarrow zn^{2 +} +2e^-]
Los electrones liberados durante la disolución de zinc se consumen mediante la reducción de oxígeno u otros agentes oxidantes en la solución.
La descincificación puede reducir significativamente las propiedades mecánicas de los productos de latón, haciéndolos quebradizos y propensos a la falla. Para mitigar la decincificación, se pueden usar aleaciones de latón de zinc bajo, o se pueden agregar elementos de aleación como arsénico (AS), antimonio (SB) o fósforo (P) al latón. Estos elementos pueden inhibir el proceso de desezicificación formando una película protectora en la superficie del latón.
Cracking de corrosión por estrés (SCC)
El agrietamiento por corrosión por estrés es un mecanismo de corrosión complejo que ocurre cuando una aleación de latón se expone a un entorno corrosivo específico mientras está bajo estrés por tracción. La combinación de estrés y corrosión puede conducir a la iniciación y propagación de grietas en el latón, lo que puede causar la falla del componente.
El estrés requerido para SCC puede ser estrés externo, como el estrés aplicado durante el proceso de fabricación o instalación, o estrés interno, como el estrés residual del trabajo en frío o el tratamiento térmico. El entorno corrosivo para el SCC de latón a menudo contiene amoníaco o amoníaco, que contienen compuestos, así como ciertas sales y ácidos.
El mecanismo de SCC en el latón implica la adsorción de especies corrosivas en la superficie del latón, lo que debilita los enlaces atómicos en la punta de la grieta. El estrés hace que la grieta se propague a través del material. Una vez que la grieta alcanza un tamaño crítico, el componente puede fallar repentinamente.
Para prevenir SCC, es importante reducir los niveles de estrés en los componentes de latón. Esto se puede lograr a través del diseño adecuado, el tratamiento térmico para aliviar el estrés residual y evitar el uso de latón en entornos que contienen amoníaco u otros productos químicos agresivos.
Corrosión galvánica
La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales o aleaciones diferentes están en contacto eléctrico en presencia de un electrolito. En el caso del latón, si está en contacto con un metal más noble (como el acero inoxidable) o un metal menos noble (como el aluminio) en un entorno corrosivo, se forma una celda galvánica.
El metal más activo (el ánodo) corroerá preferentemente, mientras que el metal más noble (el cátodo) estará protegido. Por ejemplo, si el latón está en contacto con el aluminio en un entorno de agua salada, el aluminio actuará como el ánodo y se corroe, mientras que el latón actuará como el cátodo y estará protegido.
La tasa de corrosión galvánica depende de varios factores, incluida la diferencia en el potencial electroquímico entre los dos metales, la relación de área del ánodo al cátodo, la conductividad del electrolito y la temperatura. Para prevenir la corrosión galvánica, se pueden tomar medidas como aislar los dos metales, usar recubrimientos o juntas para separarlos o usar ánodos de sacrificio.
Aplicaciones y consideraciones de corrosión
Las aleaciones de latón se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, y diferentes aplicaciones pueden enfrentar diferentes desafíos de corrosión. Por ejemplo,Tubo en forma de latónyTubo redondo de latónse usan comúnmente en sistemas de plomería. En estas aplicaciones, los tubos de latón están expuestos al agua, que pueden contener varias sales y gases disueltos. Por lo tanto, prevenir la corrosión general y la dezincificación es crucial para garantizar el rendimiento a largo plazo de los tubos.
Barra en forma de latónse usa a menudo en aplicaciones mecánicas y eléctricas. En aplicaciones mecánicas, las varillas de latón pueden estar sujetas a estrés, por lo que debe considerarse el agrietamiento por corrosión por estrés. En aplicaciones eléctricas, las varillas de latón necesitan mantener una buena conductividad eléctrica, y la corrosión puede afectar la conductividad del material.
Conclusión
Como proveedor de aleación de latón, entiendo la importancia de la resistencia a la corrosión en los productos de latón. Al comprender los diferentes mecanismos de corrosión de las aleaciones de latón, podemos proporcionar a nuestros clientes soluciones apropiadas para evitar la corrosión y garantizar la calidad y la durabilidad de nuestros productos.
Si está interesado en nuestros productos de aleación de latón o tiene alguna pregunta sobre la prevención de la corrosión, no dude en contactarnos para una discusión adicional y posibles adquisiciones. Estamos comprometidos a proporcionarle aleaciones de latón de alta calidad y un excelente soporte técnico.
Referencias
- Uhlig, HH y Revie, RW (1985). Control de corrosión y corrosión: una introducción a la ciencia e ingeniería de la corrosión. John Wiley & Sons.
- Fontana, MG (1986). Ingeniería de corrosión. McGraw - Hill.
- Davis, Jr (ed.). (2001). Aleaciones de cobre y cobre. ASM International.
