Ottoni Antidezincificanti: controllo della fase beta (β) residua

Ottoni Antidezincificanti: controllo della fase beta (β) residua

Si definisce dealligazione il processo di corrosione per cui il metallo più elettronegativo viene rimosso in modo selettivo, questo provoca un deposito del metallo più nobile in forma poco coerente.

Gli ottoni suscettibili a questo tipo di corrosione sono quelli con composizione superiore al 15 % di zinco. Questo fenomeno viene chiamato dezincificazione, in questo caso si ha, dissoluzione della lega e riprecipitazione del rame sulla superficie in strato poroso. La corrosione può continuare per dissoluzione ulteriore dell’ottone e crescita dello strato polveroso di rame.

Questo fenomeno si presenta particolarmente in acque che contengono molto ossigeno ed anidride carbonica, oppure nelle acque calme e poco mosse. La dezincificazione si presenta generalmente uniforme in acque leggermente acide a bassa conducibilità ed a temperatura ambiente; mentre l’attacco è spesso locale in acque neutre o debolmente alcaline, saline e calde.

Negli ottoni bifasici α+β la dezincificazione è più severa ed avviene più spesso in due stadi: prima viene attaccata la fase β e poi la fase α. La fase alfa (α) è una soluzione solida con reticolo fcc mentre la fase beta (β) è un composto intermetallico CuZn non stechiometrico con una struttura cristallina bcc.

Diagramma di stato Cu-Zn parziale

Diagramma di stato Cu-Zn parziale

Esiste un gruppo di leghe chiamate antidezincificanti con contenuti di zinco fino al 35%, che pur essendo ottoni  alfa (α), cioè, con fase alfa stabile a temperatura ambiente, contengono percentuali di fase beta (β) residua che compromette la stabilita a corrosione del materiale.

Le leghe utilizzate sono soggette a severi controlli per garantire la salute pubblica, e questo implica un costante aggiornamento. Ad esempio, per impieghi dove c’e contatto con acqua potabile nelle zone soggette alla norma 4MS, la lega CW602N (ADZ) è stata sostituita con la CW625N e la CW626N.

Per ottimizzare le caratteristiche di resistenza alla corrosione del materiale si prescrive un trattamento termico di ricottura successivo allo stampaggio a caldo che consente la solubilizzazione della fase beta residua per portare il materiale allo stato resistente alla dezincificazione. L’omissione di detto trattamento non consente alla lega di offrire le prestazioni antidezincificanti per cui e stata progettata.

Metodo di controllo della fase beta residua:

La metodologia di controllo inizia con il taglio e la preparazione dei provini, seguito di lucidatura adeguata per leghe leggere (panni di abrasione ed sospensione diamantata che permettono ottenere una superficie adatta per l’analisi con microscopio ottico). Di seguito, l’attacco chimico idoneo per evidenziare le diverse fasi con sufficiente contrasto, in questo modo, l’analisi quantitativo della immagine permette in modo obiettivo estrarre la percentuale di ogni fase in modo accurato.

CuZn36Pb2As dopo trattamento termico di ricottura: mostra una microstuttura fase-α e possibili rimanenti di fase-β. Il Pb e solubile in questa lega e si presenta come piccoli precipitati a bordo grano.

CuZn36Pb2As dopo trattamento termico di ricottura: mostra una microstuttura fase-α e possibili rimanenti di fase-β. Il Pb e solubile in questa lega e si presenta come piccoli precipitati a bordo grano.

Il laboratorio metallografico della F.lli Temponi e in grado di gestire qualsiasi problematica legata alla dezincificazione e di fornire tutta la documentazione a supporto del trattamento.

Bibliografia e referenze:

[1] Characterization of the Microstrutural Aspects of Machinable α-β Phase Brass – G. Pantazopulosand A. Vazdirvanidis, ELKEME Hellenic Research Centre for Metals, Athens, Greece

[2] Metallographic etching and reagents: II. For cooper alloys, nickel, and the alpha alloys of nickel – Henry S.Rawdon and Majorie G.Lorentz

[3] http://www.ing.unitn.it/~colombo/brasature/Analisi_di_laboratorio_a.htm