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、不銹鋼鈍化機(ji)理(li)及影響(xiang)因素
不銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化理論有薄(bo)膜(mo)理論和吸(xi)附(fu)理論。薄(bo)膜(mo)理論認為是金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)與介質(zhi)作(zuo)用,生(sheng)成很(hen)薄(bo)的(de)保護膜(mo);吸(xi)附(fu)理論認為是離(li)子吸(xi)附(fu)所引起的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)表面化學活潑性減少。薄(bo)膜(mo)或(huo)吸(xi)附(fu)層的(de)存在,阻(zu)礙了腐蝕過程的(de)進(jin)行,提高了金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)化學穩定性。在合金(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素中,鉻、鎳都是可鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化性強(qiang)的(de)元(yuan)(yuan)素,所以,不銹鋼(gang),特別(bie)是鉻含(han)量、鎳含(han)量越(yue)高的(de)不銹鋼(gang)可鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化性越(yue)強(qiang)。具(ju)有單相組織(zhi)的(de)奧氏體不銹鋼(gang)和鐵素體不銹鋼(gang),因(yin)組織(zhi)單一且均勻,可鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化性強(qiang)。馬氏體不銹鋼(gang)熱(re)處理強(qiang)化后具(ju)有多相組織(zhi),可鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化性差。
二、不銹(xiu)鋼常見鈍化(hua)方法(fa)及(ji)化(hua)學法(fa)鈍化(hua)工藝
不銹鋼鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的方法(fa)(fa)很多,有化(hua)(hua)(hua)學(xue)法(fa)(fa)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)和電化(hua)(hua)(hua)學(xue)法(fa)(fa)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)方法(fa)(fa),還有比(bi)較簡單的常溫(wen)自然鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)、高溫(wen)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)等(deng)。化(hua)(hua)(hua)學(xue)法(fa)(fa)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)又依(yi)采用鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)介(jie)(jie)(jie)質的不同,分為(wei)硝酸型介(jie)(jie)(jie)質鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)、硫酸型介(jie)(jie)(jie)質鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)、雙氧水型介(jie)(jie)(jie)質鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)及堿液(ye)型介(jie)(jie)(jie)質鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)等(deng)。
1. 硝酸型介質鈍化
目前,企(qi)業較普遍(bian)采用的是硝(xiao)酸(suan)(suan)型化學鈍化法。采用硝(xiao)酸(suan)(suan)溶液的原因是因為(wei)硝(xiao)酸(suan)(suan)是強氧化性酸(suan)(suan),與不(bu)銹(xiu)鋼反應(ying)后,可形成(cheng)質量優良的含鉻元素(su)的氧化膜。
不同國家、不同企業選(xuan)用(yong)的(de)硝(xiao)酸溶液濃度和鈍化(hua)時間、溫度等條件略(lve)有區別(bie)。下(xia)面介紹(shao)其中兩種(zhong)。
①. 硝酸型介質鈍(dun)化
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(shi)比較通用的鈍(dun)化方法(fa),特(te)別(bie)適用于含鉻(ge)量≥17%的不銹(xiu)鋼。
②. 硝酸-重鉻(ge)酸鹽型(xing)介(jie)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
在硝(xiao)(xiao)酸(suan)溶(rong)液中加人(ren)重鉻酸(suan)鹽可增強鈍化(hua)能(neng)力,適(shi)用于(yu)含(han)鉻量<17%的(de)各種不(bu)(bu)銹鋼(gang),但(dan)不(bu)(bu)適(shi)用于(yu)易切(qie)削的(de)高(gao)硫(liu)、高(gao)硒不(bu)(bu)銹鋼(gang)。易切(qie)削不(bu)(bu)銹鋼(gang)鈍化(hua)時,上述(shu)配方(fang)中的(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)比例應提(ti)高(gao)至40%(按(an)容積)。
2. 堿性(xing)溶液鈍化
Cr13型(xing)的馬氏體不銹鋼(gang)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)較差,用(yong)酸性(xing)鈍(dun)化液難以取得好的效果,可以用(yong)堿性(xing)溶液鈍(dun)化。
氫氧化鈉(NaOH):14%(重量(liang)比(bi))
磷酸鈉(Na3PO4·12H2O):3%(重量比)
亞硝酸鈉(NaNO2):2g/L
水(H2O):其余
使用溫度:100~110℃
浸泡(pao)時間:20~30min
三、不銹(xiu)鋼鈍化(hua)應(ying)注意的問題
1. 為保證不銹鋼的(de)鈍化效果,在鈍化前應對工件(jian)表面(mian)進行清理、除油、酸洗,甚(shen)至是拋光(guang),使工件(jian)顯露出(chu)新鮮的(de)金(jin)屬基體。
2. 鈍(dun)化(hua)后(hou)的工件最好再(zai)進行(xing)一次(ci)補充(chong)后(hou)處理。
①. 奧氏體不銹鋼在酸性(xing)介質鈍(dun)化后,最好在1%的(de)氫氧化鈉溶(rong)液中進行(xing)短時間(jian)的(de)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(hua)后,應注意清(qing)理表(biao)面,保證表(biao)面潔凈。
4. 不銹鋼的(de)鈍化(hua)效果、質量與鋼種、成分、選用配方、溫度、時(shi)間等因(yin)素有關,大批量首次采用鈍化(hua)處理時(shi),應試驗后進行。
5. 不(bu)銹(xiu)鋼的酸性或堿性鈍化(hua)液均具(ju)有(you)一定的腐(fu)蝕性,在(zai)配制和使用(yong)時應注意操作安全和防(fang)護。