CuSn10Zn2FeCo合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀

ZCuSn10Zn2合金在3.5%NaCl溶液中经过腐蚀后，表面腐蚀产物形态不均匀，这是和ZCuSn10Zn2合金的铸态组织特点分不开的：ZCuSn10Zn2合金铸态组织为粗大的树枝晶，Sn元素偏析严重，合金组织疏松不够致密。ZCuSn10Zn2合金铸态组织成分的不均匀性和晶间疏松及铸造时的缩孔等部位晶体缺陷较多，这些地方往往具有较高的能量，化学性活泼，成为优先腐蚀溶解的潜在位置，造成了腐蚀的不均匀性。

新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金在3.5%溶液中腐蚀后的腐蚀形貌和ZCuSn10Zn2合金有着明显的不同，ZCuSn10Zn2FeCo合金经过腐蚀后的形貌，薄膜均匀覆盖在基体上（图7.4），腐蚀形貌的改变和金属材料的组织性能的变化有着重要关系，新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金晶粒细化，Sn 元素偏析减轻，合金的凝固组织特点较之ZCuSn10Zn2合金有了很大的改善，ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金成分均匀和组织细化对ZCuSn10Zn2FeCo 合金的腐蚀形貌是有益的。 但是 Fe 元素的加入会使得ZCuSn10Zn2FeCo合金静态腐蚀率有所上升（表7.1），这是由于合金会发生脱铁腐蚀机制的缘故。

形变40%，分别400℃和500℃时效热处理4h后，新型CuSn10Zn2FeCo锡青铜合金的组织变得更加均匀，基体组织由单一的α 相和析出相构成 [图7.2 （c）、（d）]，和ZCuSn10Zn2合金相比，新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金基体中锡元素的分布更加均匀，硬脆相也消失了。相对于粗大的树枝晶而言，单一均匀的等轴晶或成分分布均匀的组织，将提高合金材料的耐腐蚀性能[172]，同时合金强度的提高对其耐腐蚀性能也有一定的益处。

CuSn10Zn2FeCo合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为属于电化学腐蚀。从腐蚀产物XRD 结果（表5.2）中可以看出，腐蚀产物基本上为Cu、Fe的氧化物，说明腐蚀机理就是脱铁腐蚀。

Fe为化学性质较为活泼的元素，其标准电极电位比Cu 更负，并且在新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜材料中以Fe颗粒形式析出存在，这就决定了在3.5%NaCl溶液中，Fe要优于基体先发生溶解腐蚀反应，腐蚀反应的阳极反应可以表达为：Fe→Fe2++2e，Fe2+→Fe3++e。阴极反应可以表达为：O2+2 H2O+4e→4OH-。(www.xing528.com)

这些细小Fe颗粒的溶解，在基体表面形成了一些小的侵蚀坑，继而发展为点蚀核。金属腐蚀后产生了氧化物或者是氢氧化物，这些化合物可以发生如下水解反应：3Fe2++4 H2O→Fe3O4+8 H++2e，Fe3++3 H2O→Fe（OH）3+3H+。

在3.5%NaCl溶液中，溶液存在着大量的活性阴离子Cl-，Cl-离子选择性地吸附在氧化物表面阳离子晶格周围，置换水分子，这就有一定几率使其和氧化物膜中的阳离子形成络合物，一旦形成络合物就易脱离晶格中的阳离子，促使金属离子溶入溶液中，同时Cl-可进一步穿过氧化物膜和金属发生反应[173]：M+2Cl-→MCl2+2e，生成可溶性氯化物。

Cl-离子随着蚀孔中闭塞电池产生的电流向孔内迁移、富集，同时金属离子水解使得孔内溶液pH 值减低，蚀孔口部的腐蚀产物沉淀层阻碍了扩散和对流，使得孔蚀不断向内部进行。

合金表面腐蚀后存在着如下平衡关系[174]：Cu→2Cu++2e，Cu+和Cl-结合生成氯化亚铜，进一步水解发生反应2CuCl-2+H2O→Cu2O+2HCl，因此在腐蚀产物中检测到了Cu2O 的存在。Fe2+、Fe3+、Cu2+等金属离子和溶液中的Cl-、OH-、O2发生更为复杂的反应，生成众多腐蚀产物。

铜合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀所形成的铜绿主要有CuCl2组成，铜绿的主要成分为Cu11Cl8（OH）14·6H2O、Cu3Cl4（OH）3·2 H2O、Cu4Cl（OH）7·0.5 H2O 等物质组成，铜绿能够和铜基体牢固结合，对基体起到保护作用。