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耐腐蚀原理与酸洗钝化原理

发布时间:2021-05-28 17:10人气:

不锈钢通常是指含铬量在10.5%32%的耐腐蚀合金。自从不锈钢诞生以来因其具有强度高、耐磨性好、防腐性能优异等特点被广泛应用在各行各业。不锈钢虽然具有优异的耐腐蚀性能,当应用在高盐雾等恶劣外部环境时也会发生强烈的腐蚀。因此工作在恶劣环境中的不锈钢表面必须要进行相应的防护。在工业生产过程中通常采取酸洗钝化的方法使不锈钢表面重新形成完整的钝化膜,以提高不锈钢表面的耐腐蚀性。本文通过分析不锈钢的耐腐蚀和钝化原理,基于常规酸洗钝化工艺提出了一种改进的不锈钢酸洗钝化的工艺。

1 不锈钢耐腐蚀原理

众所周知金属会和空气中的氧气反应,在金属表面形成一层氧化膜。某些金属会形成稳定、致密的氧化膜,从而保护内部金属不受腐蚀,例如铝合金。碳钢表面的氧化膜耐腐蚀性差会引起内部金属持续腐蚀形成铁锈。据研究当钢材中铬的含量大于10.5%时,钢材的耐腐蚀性会显著提高。这是因为含铬的合金钢在空气中与氧气反应时会形成类似于纯铬金属表面的氧化膜(Cr2O3),这种氧化膜能够有效的防护不锈钢进一步的腐蚀。当金属表面氧化膜破坏后,暴露的内部金属与空气中的氧气反应形成氧化膜从了防止内部金属的继续腐蚀。但是当不锈钢处于富含氯离子的工作环境中,如果表面钝化膜不完整或者发生破坏时空气中的氯离子和水分子会与不锈钢反应形成Fe Cl3,阻止不锈钢表面的钝化膜的重新生成,引起不锈钢的持续腐蚀[1]。因此当不锈钢材料工作在高盐雾的恶劣大气环境时不锈钢设备在机械加工完成后必须通过酸洗钝化的工艺使不锈钢表面形成完整的钝化膜。

2 不锈钢酸洗钝化原理

不锈钢的酸洗钝化是两个工艺过程,分别包括酸洗和钝化。酸洗的主要目的是去除不锈钢表面的腐蚀产物和杂质,为钝化处理创造有利的条件。其主要过程是将不锈钢工件浸入到酸溶液中,在酸溶液的作用下不锈钢表面的杂质溶解、脱落。钝化的主要目的是在不锈钢表面重新形成紧密的氧化膜。其主要过程是将不锈钢放入特定环境中(通常是一定浓度的酸溶液)保持一段时间,金属表面由活性转为惰性,在其表面形成一层致密的钝化膜。

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