Aluminum 황동의 해수부식에 관한 연구

Abstract

응축관 재료로 널리 사용되는 Al황동은 해수에서 탈아연 부식에 약하므로, Al황동에 미량의 As과 Ni을 첨가하여 인공해수에서 온도에 따른 첨가원소의 영향을 부식속도와 기계적 성질의 변화로 조사하였으며, 아울러 황동합금의 탈아연 부식시험용으로 사용하는 $Cucl_2$ 용액에서, 첨가원소의 영향을 부식속도, 미세조직 및 부식용액의 Zn이온 농도 변화로 조사하였다. 또한 X-선 회절 분석을 이용하여 탈아연 부식기구에 대해서도 연구하였다. 부식용액의 온도는 $20\,^\circ\!C,\; 40\,^\circ\!C,\; 60\,^\circ\!C,\; 80\,^\circ\!C$로 하였으며 10시간에서 300 시간까지 실험하였다. 인공해수에서 Al황동에 미량의 As과 Ni원소의 첨가는 전 온도에서 부식속도를 낮추었으며, 항복강도 감소는 $5 \sim 8\%$로 10\%의 Al황동에 비해 낮은 감소를 보였다. 한편 $CuCl_2$ 부식용액에서 Al황동에 As을 첨가한 경우는 매끄러운 부식시편 표면과 부식층이 없는 단면 미세조직으로 보아, 탈아연 부식이 전혀 일어나지 않은것으로 생각되며, Al황동이나 Al 황동에 Ni을 첨가한 경우는, plug type의 탈아연 부식을 시편표면 여러 곳에서 발견할 수 있었고, $\alpha$ 황동의 경우는 layer type의 균일하고 두꺼운 부식층을 발견할 수 있었다. 한편 $Cucl_2$ 부식용액을 검사해본 결과, Al황동에 As을 첨가한 경우, 부식으로 녹아난 Zn가 Al황동에 비해 매우 적었으며, As과 Ni을 동시에 첨가한 경우는 더욱 적은 것으로 보아 As과 Ni원소의 첨가는 탈아연 부식에 효과적이라는 것을 알 수 있다. 또한, $CuCl_2$ 부식용액에서 부식된 각 합금시편의 X-선회절조사 결과 As을 첨가한 시편의 경우 표면에 As의 농도가 높은 것으로 보아 As 이 시편 표면에서 작용하여 탈아연 부식을 방지하는 것으로 생각되어 진다. 한편 부식된 $\alpha$ 황동 표면의 X - 선 회절각이 순수 Cu쪽으로 이동하는 것으로 보아 $\alpha$ 황동의 탈아연 부식은 Zn가 선택적으로 부식되는 것으로 생각되어진다.