銅合金が腐食する原因は何ですか?

1. 大気腐食：金属材料の大気腐食は、主に大気中の水蒸気と材料表面の水膜に依存します。金属雰囲気の腐食速度が急激に増加し始める大気の相対湿度は、臨界湿度と呼ばれます。銅銅合金をはじめとする多くの金属の腐食は、大気汚染によって著しく促進されます。大気中のアンモニアや硫化水素ガス、特に応力腐食によって、銅および銅合金の腐食が著しく促進されます。都市の工業地帯の大気中のCO₂、SO₂、NO₂などの酸性汚染物質は、水膜に溶解して加水分解し、水膜を酸性化させ、保護膜を不安定にします。
2. 飛沫帯腐食：海水の飛沫帯における銅合金の腐食挙動は、海洋大気中の挙動に非常に近い。過酷な海洋大気に対して優れた耐食性を示す銅合金は、飛沫帯においても優れた耐食性を示す。飛沫帯は鋼材の腐食を促進するのに十分な酸素を供給するが、銅および銅合金はより鈍化しやすくなる。飛沫帯に曝露された銅合金の腐食速度は、通常5μm/aを超えることはない。
3. 応力腐食：真鍮の季節割れは、銅合金の応力腐食の代表的な例です。20世紀初頭に発見された季節割れは、薬莢の上部に生じる亀裂で、弾頭に向かって潰れていきます。この現象は熱帯地方、特に雨季に多く発生するため、「季節割れ」と呼ばれます。アンモニアまたはアンモニア誘導体と関連しているため、「アンモニア割れ」とも呼ばれます。実際、酸素などの酸化剤、そして水の存在も、真鍮の応力腐食の重要な条件となります。
4. 分解腐食：黄銅の脱亜鉛は、銅合金の最も典型的な分解腐食の一つであり、応力腐食過程を伴う場合もあれば、単独で発生する場合もあります。脱亜鉛には2つの形態があります。一つは層状脱亜鉛で、均一な腐食形態を示し、材料の使用に対する損害は比較的小さいです。もう一つは、ボルト状の深部発達型脱亜鉛で、ピット腐食の形で現れ、材料の強度が著しく低下し、大きな損害をもたらします。
5. 海洋環境腐食：海洋環境における銅合金の腐食には、海洋大気のほか、海水飛沫区域、潮汐区域、完全浸水区域などがあります。