不銹鋼及其制品在生產、加工、熱處理及包裝運輸過程中,有可能破壞表面的鈍化膜,從而降低不銹鋼的耐點腐蝕、晶間腐蝕、磨耗腐蝕的能力。特別是用在極其重要設備上的不銹鋼件,要嚴格保持表面的純凈度,防止污染。這些問題都可以用能化來解決。鈍化的目的是在不銹鋼及其零件表面形成均勻的、密的鈍化膜。
一、不銹鋼(gang)鈍化機理及影響因素(su)
不(bu)銹(xiu)鋼鈍(dun)化(hua)理(li)論有(you)薄膜理(li)論和吸附理(li)論。薄膜理(li)論認為是金屬(shu)與介質作用,生(sheng)成很薄的(de)(de)(de)保護膜;吸附理(li)論認為是離(li)子吸附所引起的(de)(de)(de)金屬(shu)表面化(hua)學(xue)活潑性(xing)(xing)減少。薄膜或吸附層(ceng)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai),阻礙(ai)了(le)腐蝕過程的(de)(de)(de)進行,提(ti)高了(le)金屬(shu)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)穩定性(xing)(xing)。在(zai)(zai)合金元(yuan)素中,鉻(ge)、鎳都是可(ke)鈍(dun)化(hua)性(xing)(xing)強的(de)(de)(de)元(yuan)素,所以,不(bu)銹(xiu)鋼,特別是鉻(ge)含(han)量、鎳含(han)量越(yue)高的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼可(ke)鈍(dun)化(hua)性(xing)(xing)越(yue)強。具有(you)單相組織的(de)(de)(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼和鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼,因組織單一且均(jun)勻,可(ke)鈍(dun)化(hua)性(xing)(xing)強。馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼熱處理(li)強化(hua)后(hou)具有(you)多相組織,可(ke)鈍(dun)化(hua)性(xing)(xing)差。
二(er)、不銹鋼常見(jian)鈍化(hua)方(fang)法(fa)及(ji)化(hua)學法(fa)鈍化(hua)工藝(yi)
不銹鋼鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)方(fang)法(fa)(fa)很多,有化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)法(fa)(fa)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和電化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)法(fa)(fa)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)方(fang)法(fa)(fa),還有比較簡(jian)單的(de)常溫(wen)自(zi)然鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)、高溫(wen)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)等。化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)法(fa)(fa)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)又(you)依采(cai)用鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)不同,分為硝酸型(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)、硫酸型(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)、雙氧水型(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)及堿液(ye)型(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)等。
1. 硝酸型介質鈍化
目前,企業較普遍采用的是(shi)(shi)硝酸(suan)(suan)型(xing)化學鈍化法。采用硝酸(suan)(suan)溶液(ye)的原因是(shi)(shi)因為(wei)硝酸(suan)(suan)是(shi)(shi)強氧化性酸(suan)(suan),與不銹鋼反應后,可形成質(zhi)量優良(liang)的含鉻元素的氧化膜。
不(bu)同(tong)國家、不(bu)同(tong)企業選(xuan)用的(de)硝酸溶(rong)液濃(nong)度和鈍化(hua)時(shi)間、溫度等(deng)條件略有區別(bie)。下面(mian)介(jie)紹(shao)其中(zhong)兩種。
①. 硝(xiao)酸型介(jie)質鈍化(hua)
硝酸(HNO3,濃度70%):10%~20%(按容積)
水(H2O):其余
使用溫度:20~50℃
浸泡時間:10~30min
這是比(bi)較通用的鈍(dun)化方法,特別適用于(yu)含鉻量≥17%的不銹鋼。
②. 硝(xiao)酸(suan)(suan)-重(zhong)鉻酸(suan)(suan)鹽型介質鈍化
硝酸(HNO3,濃度70%):20%~30%(按容積)
重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O):2%(按重量)
水(H2O):其余
使用溫度:20~50℃
浸(jin)泡(pao)時間:10~30min
在(zai)硝酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)中加人重鉻酸(suan)(suan)鹽可增強鈍(dun)化(hua)能力(li),適(shi)用于(yu)含鉻量(liang)<17%的各種(zhong)不銹鋼(gang),但不適(shi)用于(yu)易切(qie)削的高硫、高硒(xi)不銹鋼(gang)。易切(qie)削不銹鋼(gang)鈍(dun)化(hua)時(shi),上(shang)述配方中的硝酸(suan)(suan)比例應(ying)提高至40%(按(an)容積)。
2. 堿性(xing)溶液鈍化
Cr13型的馬氏體不銹鋼耐腐蝕性(xing)較(jiao)差,用酸(suan)性(xing)鈍化液難以取(qu)得好(hao)的效果,可以用堿性(xing)溶液鈍化。
氫氧(yang)化(hua)鈉(na)(NaOH):14%(重量比)
磷酸鈉(Na3PO4·12H2O):3%(重量比)
亞硝酸鈉(NaNO2):2g/L
水(H2O):其余
使用(yong)溫度(du):100~110℃
浸泡時間:20~30min
三、不銹(xiu)鋼(gang)鈍(dun)化應注意的問題
1. 為(wei)保證不銹(xiu)鋼的鈍(dun)化效果,在鈍(dun)化前應對工件表面進(jin)行(xing)清(qing)理、除(chu)油、酸洗,甚(shen)至是拋光(guang),使工件顯露(lu)出新鮮(xian)的金屬基體。
2. 鈍化后(hou)的(de)工件最(zui)好(hao)再進行(xing)一次(ci)補充(chong)后(hou)處(chu)理。
①. 奧氏(shi)體不銹鋼(gang)在(zai)酸性(xing)介(jie)質鈍化后,最好在(zai)1%的氫氧(yang)化鈉溶液(ye)中進行短時(shi)間的中和處(chu)理。
②. 鐵素體不銹鋼鈍化后,應在5%(重量比)的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)中浸泡處理。
③. 馬氏體不銹鋼鈍化后,可在5%(重量比)的重鉻酸鈉(K2Cr2O7)溶液中補充處理,也可在稀氫氧化鈉(NaOH)溶液中進行短時浸泡處理。
3. 不銹鋼鈍化后(hou),應注意清理表面(mian),保證表面(mian)潔凈(jing)。
4. 不(bu)銹鋼的鈍化效果、質量(liang)與鋼種(zhong)、成分、選用配方、溫度、時間等因素有關,大批量(liang)首次(ci)采用鈍化處理時,應試驗后進行。
5. 不銹鋼的酸性(xing)或堿性(xing)鈍化液均具有一定的腐蝕性(xing),在配制和使用(yong)時應注意(yi)操作安全和防護。