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(bu)銹鋼(gang)鈍(dun)化機理及影響因素
不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)理(li)論(lun)有薄膜理(li)論(lun)和吸附(fu)(fu)理(li)論(lun)。薄膜理(li)論(lun)認為(wei)(wei)是(shi)金屬(shu)與介質作(zuo)用,生成很薄的保護膜;吸附(fu)(fu)理(li)論(lun)認為(wei)(wei)是(shi)離子吸附(fu)(fu)所引起的金屬(shu)表面化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)活潑性(xing)減少。薄膜或吸附(fu)(fu)層的存在,阻礙了腐蝕過程的進行,提高(gao)(gao)了金屬(shu)的化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)穩(wen)定性(xing)。在合金元素中,鉻(ge)、鎳都是(shi)可(ke)(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)強(qiang)的元素,所以,不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),特別是(shi)鉻(ge)含(han)量、鎳含(han)量越高(gao)(gao)的不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)可(ke)(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)越強(qiang)。具有單相(xiang)組織(zhi)(zhi)的奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),因組織(zhi)(zhi)單一(yi)且(qie)均(jun)勻,可(ke)(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)強(qiang)。馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)熱處理(li)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)后具有多(duo)相(xiang)組織(zhi)(zhi),可(ke)(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)差。
二、不銹鋼(gang)常(chang)見鈍化(hua)方法及化(hua)學法鈍化(hua)工(gong)藝
不銹鋼鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)方法(fa)很多,有化(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)和電(dian)化(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)方法(fa),還有比較簡(jian)單的(de)常溫(wen)自然鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)、高溫(wen)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)等。化(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)又依采(cai)用鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)介(jie)(jie)質的(de)不同,分(fen)為硝酸型介(jie)(jie)質鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)、硫酸型介(jie)(jie)質鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)、雙氧水型介(jie)(jie)質鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)及堿(jian)液型介(jie)(jie)質鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)等。
1. 硝酸(suan)型介質鈍化(hua)
目(mu)前,企業較(jiao)普(pu)遍采用的是硝(xiao)(xiao)酸型化(hua)學鈍化(hua)法(fa)。采用硝(xiao)(xiao)酸溶液的原因是因為(wei)硝(xiao)(xiao)酸是強氧化(hua)性酸,與不(bu)銹鋼反應后(hou),可形成質量(liang)優良的含鉻(ge)元素的氧化(hua)膜。
不同國(guo)家、不同企業選(xuan)用(yong)的硝(xiao)酸溶液濃度和鈍化(hua)時間、溫度等條件略有(you)區別。下(xia)面介紹(shao)其中兩種。
①. 硝酸型介質(zhi)鈍化(hua)
硝酸(HNO3,濃度70%):10%~20%(按容積)
水(H2O):其余
使用(yong)溫度:20~50℃
浸泡(pao)時間:10~30min
這是比(bi)較通用的鈍化(hua)方法,特別適(shi)用于含鉻量≥17%的不銹(xiu)鋼。
②. 硝酸(suan)-重鉻酸(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(du):20~50℃
浸泡時間:10~30min
在(zai)硝(xiao)(xiao)酸(suan)溶液中(zhong)加人重鉻(ge)酸(suan)鹽(yan)可增強鈍(dun)化(hua)能力,適用(yong)于含鉻(ge)量<17%的(de)(de)各種不銹(xiu)鋼(gang)(gang),但不適用(yong)于易(yi)切削(xue)的(de)(de)高硫、高硒不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。易(yi)切削(xue)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鈍(dun)化(hua)時(shi),上述配方中(zhong)的(de)(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)比例應(ying)提高至40%(按容(rong)積)。
2. 堿(jian)性溶液鈍化
Cr13型(xing)的(de)(de)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼耐腐蝕性(xing)較差,用酸(suan)性(xing)鈍化液難以(yi)取得好的(de)(de)效果(guo),可以(yi)用堿性(xing)溶液鈍化。
氫氧化(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(wen)度(du):100~110℃
浸泡(pao)時間:20~30min
三(san)、不銹鋼(gang)鈍化應注意的問題
1. 為保(bao)證不銹鋼的鈍化效(xiao)果,在鈍化前應對(dui)工件表面進行清(qing)理、除(chu)油、酸洗,甚至是拋光,使工件顯露出新鮮的金(jin)屬基(ji)體。
2. 鈍化后的工件(jian)最(zui)好再進行一次補(bu)充后處理。
①. 奧氏體不銹鋼(gang)在酸性介質鈍化(hua)后,最好在1%的(de)氫氧(yang)化(hua)鈉(na)溶(rong)液中(zhong)進(jin)行短時間的(de)中(zhong)和(he)處理。
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(qing)理表(biao)面(mian),保證表(biao)面(mian)潔凈。
4. 不銹(xiu)鋼的鈍化(hua)效果、質量(liang)與鋼種、成分、選(xuan)用配方、溫度、時(shi)間等因素有(you)關,大批(pi)量(liang)首次采(cai)用鈍化(hua)處理時(shi),應試驗后進(jin)行。
5. 不銹鋼的酸性(xing)或堿性(xing)鈍化(hua)液均(jun)具有一定的腐(fu)蝕性(xing),在(zai)配(pei)制(zhi)和使用(yong)時應(ying)注意操作安全和防護。