Como a composição das ligas de cobre-níquel afeta sua resistência à corrosão, principalmente em ambientes marinhos?

Ligas de cobre-níquel , também conhecidos como cuproníquel, são ligas de cobre que contêm níquel como principal elemento de liga, junto com outros elementos como ferro e manganês. A composição das ligas de cobre-níquel influencia significativamente a sua resistência à corrosão, particularmente em ambientes marinhos. Aqui estão alguns fatores-chave relacionados à composição e resistência à corrosão dessas ligas:
Conteúdo de níquel:
O níquel é o principal contribuinte para a resistência à corrosão das ligas de cobre-níquel. Um teor mais elevado de níquel geralmente resulta em maior resistência à corrosão em ambientes marinhos. O níquel forma uma camada protetora de óxido na superfície da liga, o que aumenta sua resistência à água do mar e outros meios corrosivos.
Conteúdo de cobre:
Embora o cobre seja o metal base nessas ligas, um teor excessivo de cobre pode reduzir a resistência à corrosão. O equilíbrio entre cobre e níquel é crucial para alcançar as propriedades desejadas. As ligas de cobre-níquel normalmente contêm 10-30% de níquel, dependendo da liga específica.
Ferro e Manganês:
Pequenas quantidades de ferro e manganês estão frequentemente presentes em ligas de cobre-níquel. Esses elementos podem influenciar as propriedades mecânicas da liga e também podem desempenhar um papel na formação de películas superficiais protetoras. Quantidades controladas de ferro e manganês são geralmente benéficas para alcançar a resistência ideal à corrosão.
Elementos Estabilizadores:
Algumas ligas de cobre-níquel podem conter elementos estabilizadores, como alumínio e titânio. Esses elementos ajudam a manter a camada protetora de óxido na superfície da liga, aumentando sua resistência à corrosão e à erosão em ambientes marinhos.
Formação de Filme de Óxido:
A resistência à corrosão das ligas de cobre-níquel depende da formação de uma película de óxido estável e protetora na superfície. O níquel contribui para a passivação da liga, evitando maior corrosão. Esta camada de óxido é auto-reparável e fornece proteção a longo prazo.
Velocidade e temperatura da água do mar:
A resistência à corrosão das ligas de cobre-níquel também é influenciada por fatores como velocidade e temperatura da água do mar. Velocidades mais altas da água do mar e temperaturas elevadas podem afetar o desempenho da liga e a composição deve ser selecionada de acordo.
Resistência à Bioincrustação:
As ligas de cobre-níquel apresentam um nível de resistência à bioincrustação, que é o acúmulo de organismos marinhos em superfícies submersas. A composição pode influenciar a eficácia desta resistência e o teor de cobre, em particular, desempenha um papel na inibição do crescimento marinho.
Ligas de cobre-níquel, como aquelas com designação C70600 (90/10) e C71500 (70/30), são comumente usadas em aplicações marítimas devido à sua excelente resistência à corrosão e durabilidade. A seleção da composição de liga apropriada depende das condições específicas do ambiente marinho e das características de desempenho exigidas.