Pernahkah Anda mempertimbangkan pentingnya pemilihan material dalam bidang teknik? Dalam artikel blog ini, kita akan menjelajahi dunia kuningan yang memukau dan sifat ketahanan korosinya yang luar biasa. Sebagai seorang insinyur mesin yang berpengalaman, saya akan berbagi wawasan berharga tentang bagaimana kuningan bertahan dalam ujian waktu dalam berbagai aplikasi. Bersiaplah untuk menemukan ilmu pengetahuan di balik daya tahan paduan ini dan pelajari cara memanfaatkan manfaatnya dalam proyek Anda.
Kuningan, paduan Cu-Zn dengan seng sebagai elemen paduan utama, mendapatkan namanya dari warna kuningnya.
Tergantung pada jenis dan kandungan elemen paduan yang ditambahkan, kuningan dapat dikategorikan ke dalam tiga jenis utama: kuningan fase tunggal, kuningan dupleks, dan kuningan khusus.
Ketika kandungan seng di bawah 36%, ia membentuk larutan padat α fase tunggal, karenanya dikenal sebagai kuningan α. Ketika kandungan seng berkisar antara 36% dan 45%, maka akan menjadi kuningan dupleks α + β.
Kuningan dengan kandungan seng lebih dari 45% tidak praktis karena kerapuhan yang berlebihan akibat terlalu banyak fasa β. Kuningan khusus diformulasikan dengan menambahkan unsur-unsur seperti Sn, Mn, Al, Fe, Ni, Si, Pb, dll., ke dalam basa Cu-Zn.
Kuningan terkorosi secara perlahan di atmosfer dan juga memiliki tingkat korosi yang rendah di air tawar murni (0,0025-0,025 mm/tahun). Namun, ia berkarat agak lebih cepat dalam air laut (0,0075-0,1 mm/tahun).
Fluorida memiliki dampak minimal pada korosi kuningan, klorida memiliki efek yang lebih signifikan, sedangkan iodida menyebabkan korosi parah. Dalam air yang mengandung gas seperti O2, CO2, H2S, SO2, NH3, dll., Laju korosi kuningan meningkat tajam.
Kuningan mudah terkorosi dalam air mineral, terutama air yang mengandung Fe2 (SO4) 3. Kuningan mengalami korosi parah dalam asam nitrat dan asam klorida, lebih lambat terkorosi dalam asam sulfat, dan tahan terhadap larutan NaOH. Kuningan memiliki ketahanan terhadap korosi tumbukan yang lebih baik daripada tembaga murni.
Kuningan khusus memiliki ketahanan korosi yang lebih baik daripada kuningan biasa. Menambahkan sekitar 1% Sn ke dalam kuningan secara signifikan mengurangi korosi dezincifikasi dan meningkatkan ketahanannya terhadap air laut. Memasukkan sekitar 2% Pb ke dalam kuningan meningkatkan ketahanan ausnya, sehingga sangat mengurangi laju korosinya dalam air laut yang mengalir.
Untuk mencegah dezincifikasi, sejumlah kecil As, Sb, atau P (0,02%-0,05%) dapat ditambahkan. Kuningan angkatan laut yang mengandung 0,5%-1,0% Mn memiliki kekuatan yang meningkat dan ketahanan korosi yang sangat baik. Pada kuningan yang mengandung 65% Cu dan 55% Cu, mengganti sebagian Zn dengan 12%-18% Ni mengubah warnanya menjadi putih keperakan, oleh karena itu disebut nikel perak atau perak Jerman.
Paduan ini menunjukkan ketahanan korosi yang sangat baik pada garam, alkali, dan asam non-pengoksidasi. Substitusi ekstensif Ni untuk Zn mencegah dezincifikasi. Selain karakteristik korosi ini, kuningan juga mengalami dua bentuk korosi yang signifikan: dezincifikasi dan retak korosi tegangan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi retak korosi tegangan pada kuningan meliputi media korosif, tegangan, komposisi paduan, dan struktur mikro. Paduan tertentu hanya mengalami retak korosi pada media tertentu dan kondisi tegangan tertentu.
Kuningan di bawah tegangan tarik dapat mengalami korosi tegangan di semua lingkungan yang mengandung amonia (atau NH4+), serta di atmosfer, air laut, air tawar, air bersuhu dan bertekanan tinggi, dan uap. Sebagai contoh, retaknya selongsong peluru kuningan selama musim hujan di musim panas (juga dikenal sebagai "retak musim") adalah contoh khas retak korosi tegangan pada kuningan.
Selain itu, morfologi retak korosi tegangan kuningan dapat berupa intergranular atau transgranular. Dalam larutan pembentuk film, fraktur intergranular terutama terjadi, sedangkan dalam larutan non-pembentuk film, fraktur transgranular lebih sering terjadi.
Mekanisme retak korosi tegangan kuningan umumnya diyakini melibatkan pembentukan lapisan oksida tembaga yang rapuh pada permukaan kuningan dalam larutan pembentuk film. Film ini retak di bawah tekanan dan regangan, yang menyebabkan perambatan retak ke logam dasar, yang kemudian berhenti karena tergelincir, mengekspos ujung retak ke larutan korosif.
Proses penetrasi intergranular, pembentukan film, patah getas, dan perambatan retak berulang, yang pada akhirnya menghasilkan permukaan patah berundak. Dalam larutan non-film forming, tegangan menyebabkan pembubaran preferensial dislokasi permukaan kuningan, yang menyebabkan perambatan retak di sepanjang jalur kerapatan dislokasi tertinggi, yang menyebabkan fraktur.
Pada kuningan dengan kandungan seng yang lebih rendah, dislokasi terutama bersifat seluler, dan batas butir memiliki kerapatan dislokasi tertinggi, yang menyebabkan fraktur intergranular.
Pada kuningan dengan kandungan seng tinggi, dislokasi terutama bersifat planar, dan sesar susun merupakan area dengan kerapatan dislokasi tertinggi, yang menyebabkan fraktur transgranular.
Selain itu, kumpulan atom seng pada dislokasi di bawah tekanan meningkatkan reaktivitas di lokasi ini, sehingga meningkatkan laju perambatan retak dengan kandungan seng yang lebih tinggi.
Studi eksperimental menunjukkan bahwa dalam kondisi atmosfer, atmosfer industri paling mudah menyebabkan retak korosi tegangan pada kuningan, dengan usia retak terpendek, diikuti oleh atmosfer pedesaan; atmosfer laut memiliki efek yang paling kecil.
Perbedaan lingkungan atmosfer ini disebabkan oleh variasi kandungan SO2 (tertinggi di atmosfer industri, lebih rendah di atmosfer pedesaan, dan hampir tidak ada di atmosfer laut).
Singkatnya, zat yang terutama menyebabkan retak korosi tegangan pada kuningan adalah amonia dan turunannya, atau sulfida. Efek amonia telah diketahui dengan baik, sedangkan peran sulfida kurang jelas. Selain itu, uap, oksigen, SO2, CO2, CN- memiliki efek percepatan pada korosi tegangan.
Tegangan tarik adalah kondisi yang diperlukan untuk terjadinya retak korosi tegangan pada kuningan. Semakin besar tegangan tarik, semakin tinggi sensitivitas terhadap retak korosi tegangan.
Menghilangkan tegangan tarik sisa melalui temper suhu rendah dapat mencegah retak korosi tegangan pada kuningan.
Semakin tinggi kandungan seng dalam kuningan, semakin besar sensitivitasnya terhadap retak korosi tegangan. Kandungan seng spesifik di bawahnya yang tidak menyebabkan korosi tegangan tergantung pada sifat mediumnya.
Misalnya, kuningan dengan kandungan seng kurang dari 20% umumnya tidak mengalami korosi tegangan di lingkungan alami, tetapi kuningan dengan kandungan seng rendah dapat mengalami retak korosi tegangan dalam air amonia.
Efek dari elemen paduan lainnya pada korosi tegangan adalah sebagai berikut:
Silikon secara efektif mencegah retak korosi tegangan pada kuningan α. Si dan Mn meningkatkan ketahanan kuningan α + β dan β terhadap korosi tegangan. Di bawah atmosfer amonia, unsur-unsur seperti Si, As, Ce, Mg meningkatkan ketahanan korosi tegangan pada kuningan α.
Dalam kondisi atmosfer, Si, Ce, Mg, dll., Meningkatkan ketahanan korosi tegangan. Uji paparan di atmosfer industri menunjukkan bahwa penambahan Al, Ni, dan Sn pada paduan Cu-Zn mengurangi kecenderungan untuk mengalami retak korosi tegangan.
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR