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(xiu)鋼鈍化(hua)機理及影響因(yin)素
不銹鋼(gang)(gang)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)理(li)論(lun)有薄膜理(li)論(lun)和吸附(fu)理(li)論(lun)。薄膜理(li)論(lun)認為是(shi)金(jin)(jin)(jin)屬與(yu)介質(zhi)作用(yong),生成(cheng)很薄的(de)(de)保護膜;吸附(fu)理(li)論(lun)認為是(shi)離子吸附(fu)所(suo)引起的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬表面化(hua)(hua)(hua)學(xue)活潑(po)性(xing)減少。薄膜或吸附(fu)層的(de)(de)存(cun)在,阻礙了腐蝕過程的(de)(de)進行(xing),提高了金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)穩(wen)定性(xing)。在合金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素中,鉻、鎳都是(shi)可(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)性(xing)強(qiang)(qiang)(qiang)的(de)(de)元(yuan)素,所(suo)以,不銹鋼(gang)(gang),特別是(shi)鉻含量、鎳含量越(yue)(yue)高的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)可(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)性(xing)越(yue)(yue)強(qiang)(qiang)(qiang)。具有單(dan)相組(zu)織的(de)(de)奧氏體不銹鋼(gang)(gang)和鐵素體不銹鋼(gang)(gang),因組(zu)織單(dan)一且均勻(yun),可(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)性(xing)強(qiang)(qiang)(qiang)。馬氏體不銹鋼(gang)(gang)熱(re)處理(li)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)后具有多(duo)相組(zu)織,可(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)性(xing)差。
二、不銹鋼常見鈍(dun)化(hua)方法及(ji)化(hua)學法鈍(dun)化(hua)工(gong)藝
不(bu)銹鋼鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)的方法(fa)很多,有(you)(you)化(hua)(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)和電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)方法(fa),還有(you)(you)比較(jiao)簡單的常溫(wen)自(zi)然(ran)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)、高溫(wen)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)等(deng)。化(hua)(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)又依采用鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)介(jie)質(zhi)的不(bu)同,分(fen)為硝酸型介(jie)質(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)、硫酸型介(jie)質(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)、雙(shuang)氧水型介(jie)質(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)及堿液型介(jie)質(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)等(deng)。
1. 硝酸型介質鈍(dun)化
目前,企業較(jiao)普(pu)遍采(cai)用的是硝(xiao)酸型化學鈍化法(fa)。采(cai)用硝(xiao)酸溶液(ye)的原(yuan)因(yin)是因(yin)為硝(xiao)酸是強氧化性(xing)酸,與(yu)不銹鋼反應(ying)后(hou),可形成質量優良的含鉻元素的氧化膜。
不同國家、不同企業選(xuan)用的硝酸溶液(ye)濃(nong)度(du)和鈍化時間、溫度(du)等條件略有區別(bie)。下(xia)面介紹其(qi)中兩種。
①. 硝酸(suan)型介質鈍化
硝酸(HNO3,濃度70%):10%~20%(按容積)
水(H2O):其余
使用溫(wen)度:20~50℃
浸(jin)泡時間:10~30min
這是比(bi)較通(tong)用的鈍化方法,特別適用于含鉻量≥17%的不銹鋼。
②. 硝酸-重(zhong)鉻酸鹽型介質鈍化(hua)
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℃
浸泡時間:10~30min
在硝(xiao)酸溶液中加人重鉻(ge)酸鹽可增強鈍化(hua)(hua)能力,適(shi)用于(yu)(yu)含鉻(ge)量<17%的各種不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,但不(bu)(bu)適(shi)用于(yu)(yu)易切(qie)削的高硫(liu)、高硒不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。易切(qie)削不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鈍化(hua)(hua)時,上(shang)述配方中的硝(xiao)酸比例應(ying)提(ti)高至40%(按容(rong)積)。
2. 堿性溶(rong)液鈍(dun)化
Cr13型的(de)馬氏體不銹鋼耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)較差,用(yong)酸性(xing)鈍(dun)化(hua)液難以取得(de)好的(de)效果,可以用(yong)堿(jian)性(xing)溶液鈍(dun)化(hua)。
氫氧化鈉(NaOH):14%(重(zhong)量比)
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(bu)銹鋼鈍(dun)化應注意的問題
1. 為保證不銹鋼的鈍化效果(guo),在鈍化前(qian)應(ying)對工(gong)件表(biao)面進行(xing)清理(li)、除(chu)油、酸洗,甚至是(shi)拋光,使工(gong)件顯露出新(xin)鮮的金屬(shu)基體(ti)。
2. 鈍化后的工件最(zui)好(hao)再進(jin)行一次補充后處理。
①. 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼在酸(suan)性介質鈍(dun)化后,最好在1%的氫氧化鈉溶液(ye)中進行(xing)短時間的中和處理。
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(dun)化(hua)后,應注(zhu)意清(qing)理表面,保證表面潔凈。
4. 不銹鋼(gang)的鈍化效果、質量(liang)與鋼(gang)種、成分、選用配方、溫度、時間等因素有關(guan),大批量(liang)首次采用鈍化處理時,應試驗(yan)后進行。
5. 不銹(xiu)鋼的(de)酸性(xing)或堿性(xing)鈍化液均具有一定的(de)腐(fu)蝕(shi)性(xing),在配制和使用時(shi)應(ying)注(zhu)意操作安全和防護(hu)。