奥氏作不锈钢的热处理机械制造工程材料机械制造制造加工工艺.pdf
奥氏作不锈钢的热处理 奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有:固溶处理、稳定化处理和去应力处理等。(1 固溶处理。将钢加热到 10501150 后水淬,主要目的是使碳化物溶于奥氏 体中,并将此状态保留到室温 ,这样钢的耐蚀性会有很大改善。如上所述,为了防止晶问腐蚀,通常采用固溶化处理,使 Cr23C6 溶于奥氏体中,然后快速冷却。对于薄壁件可采用空冷,一般情况采用水冷。(2 稳定化处理。一般是在固溶处理后进行,常用于含 Ti、Nb 的 18-8 钢,固处理 后,将钢加热到 850880 保温后空冷,此时 Cr 的碳化物完全溶解 ,脱而钛的碳化物不完全溶解,且在冷却过程中充分析出,使碳不可能再形成铬的碳化物,因而有效地消除了晶间腐蚀。(3 去应力处理。去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理 工艺一般加热到 300350 回火。对于不含稳定化元素 Ti、Nb 的钢,加热温度不超 过 450,以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。对于超低碳和含 Ti、Nb 不锈钢的 冷加工件和焊接件,需在 500950,加热,然后缓冷,消除应力(消除焊接应力取上限 温度,可以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力。单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程 这两个我都做过相关的实验,依据 GB4334.4 做的 不锈钢酸洗钝化的必要性 奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能,抗高温氧化性能,较好的低温性能及优良的机械与加上 r 生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜,如果膜不完整或有缺陷,不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处 理,使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查(如探伤、耐压试验及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏 物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等,这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量,破坏了其表面的氧化膜,降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀,甚至会导致应力腐蚀破裂。不锈钢表面清洗、酸洗与钝化,除最大限度提高耐蚀性外,还有防止产品污染与获得美观的作用。在 GBl50 一 1998 钢制压力容器规定,“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的,因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合,从保证耐蚀耐蚀性出发,提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门,如并非出于防腐目的,仅基于清洁与美观要求,而采用不锈钢材判?的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需 要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的,除酸洗钝化外,还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。不锈钢酸洗钝化原理 不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约 1nm 致密的钝化膜,这层膜 1n 腐蚀介质隔离,是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征,不应 看作腐蚀完全停止,而是形成扩散的阻挡层,使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子情况下倾向于破坏膜,而在氧化剂(如空气 存在时能保持或修复膜。不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜,但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗,包括碱洗与酸洗,再用氧化剂钝化,才能保证钝化膜的完整性与稳定 性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件,保证形成优质的钝化膜。因为通 过酸洗使不锈钢表面平均有 10m厚一层表面被腐蚀掉,酸液的化学活性使得缺陷 部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡,一些原来 容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是,通过酸洗钝化,使铁与铁的氧化物 比铬与铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,造成铬在不锈钢表面富集,这种富铬钝化 膜的电位可达+1.0V(SCE,接近贵金属的电位,提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化 处理也会影响膜的成分与结构,从而影响不锈性,如通过电化学改性处理 ,可使钝化膜 到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 具有多层结构,在阻挡层形成 CrO3 或 Cr2O3,或形成玻璃态的氧化膜,使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。国内外学者对不锈钢钝化膜的生成进行了大量研究。以近几年北京科大对 316L 钢钝化膜光电子能谱(xps 研究为例作简述 1。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附,在氧化剂的催化作用下,形成氧化物与氢氧化物,并与组成不锈钢的 cr、Ni、Mo 元素发生转换反应,最终形成稳定的成相膜,阻止了膜的破坏与腐蚀的发生。其反应历程为:Fe?H20+O*FeOH?O*ad+H+e FeOH?O*ad FeO?O*ad+H+e FeO?O*ad+H2O FeOOH+O*十 H+e FeO?O*ad FeO+O*FeOOH+Cr+H2O CrOOH+Fe?H20 2FeOOH Fe203+H20 2CrOOH Cr203+H20 MO+3FeO+3H2OMOO3+3Fe?H2O Ni+FeO+2H20 NiO+Fe?H20 (其中 Os 表示钝化过程中的催化剂,且在钝化迪陧中浓度不变,ad 表示吸附中间 体。page 可见,316L 钝化膜最表层存在 Fe2O3、Fe(OH3、或-FeOOH、Cr203、CrOO H 或 Cr(OH3、MO 以 MOO 形式存在,钝化膜主要成分为 CrO3、FeO 与 NiO。不锈钢酸洗钝化的方法与工艺 到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 3.1 酸洗钝化处理方法比较 不锈钢设备与零部件酸洗钝化处理根据操作不同育多种方法,其适用范围与特点见表 1。表 1 不锈钢酸洗钝化方法比较方法 适用范围 优缺点 浸渍法 用于可放入酸洗槽或钝化槽的零部件 ,但不适于大设备 酸洗液可较长时间使用 ,生产效率较高、成本低 ;大容积设备充满酸液浸渍耗液 太大 涂刷法 适用于大型设备内处表面及局部处理 物工操作、劳动条件差、酸液无法回收 膏剂法 用于安装或检修现场 ,尤其用于焊接部处理 手工操作、劳动条件差、生产成本高 喷淋法 用于安装现场,大型容器内壁 到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 用液量低、费用少、速度快,但需配置喷枪及扦环系统 循环法 用于大型设备,如换热器、管壳处理 施工方便,酸液可回用,俚需配管与泵连接循环系统 电化学法 既可用于零部件,又可用电刷法对现场设备表面处理 技术较复杂,需直流电源或恒电位仪 不锈钢酸洗钝化的应用范围 4.1 不锈钢设备制造过程中的酸洗钝化处理 4.1.1 切削加工后的清洗及酸洗钝化 6 不锈钢工件经切削加工后表面上通常会残留铁屑、钢末及冷却乳液等污物,会使不锈钢表面出现污斑与生锈,因此应进行脱脂除油,再用硝酸清洗,既去除了铁屑钢末,又进行了钝化。4.1.2 焊接前后的清洗及酸洗钝化 7 由于油脂是氢的来源 ,在没有清除油脂的焊缝中会形成气孑 L,而低熔点金属污 染(如富锌漆焊接后会造成开裂,所以不锈钢焊前必须将坡口及两侧 20mm 内的表面清理干净,油污可用丙酮擦洗,油漆锈迹应先用砂布或不锈钢丝刷清除,再用丙酮擦净。不锈钢设备制造无论采用何种焊接技术,焊后均要清洗,所有焊渣、飞溅物、污点与氧化色等均要除掉,清除方法包括机械清洗与化学清洗。机械清洗有打磨、抛 光与喷砂喷丸等,应避免使用碳钢刷子 ,以防表面生锈。为取得最好的抗腐蚀性能 ,可 将其浸泡在 HNO3 和 HF 的混液中,或采用酸洗钝化膏。实际上常 4 锎 1 械清洗与化学清洗结合起来应用。到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 4.1.3 锻铸件的清洗 6 经锻铸等热加工后的不锈钢工件,表面往往有一层氧化皮、润滑剂或氧化物污 染,污染物包括石墨、二硫化钼与二氧化碳等。应通过喷丸处理、盐浴处理以及多道酸洗处理。如美国不锈钢涡轮机叶片处理工艺为:盐浴(10min 水淬(2.5min 硫酸洗(2min 冷水洗(2min 碱性高锰酸盐浴(10 min 冷水洗(2min 硫酸洗(1rain 冷水洗(1min 硝酸洗(1.5min 冷水洗(1 min 热水洗(1min 空气干燥。4.2 新装置投产前的酸洗钝化处理 许多大型化工、化纤、化肥等装置的不锈钢设备与管道在投产开工前要求进行 酸洗钝化。虽然设备在制造厂已进行过酸洗,去除了焊渣与氧化皮,但在存放、运 输、安装过程中又难免造成油脂、泥砂、铁锈等的污染,为确保装置与设备试车产 品(尤 其是化工中间体及精制品的质量能够达到要求,保证一次试车成功,必须进行酸洗钝化。如 H2O2 生产装置不锈钢设备与管道,投产前必须进行清洗,否则若有污物重金属离子会使催化剂中毒。另外,如金属表面有油脂与游离铁离子等会造成 H2O 2 的分解,剧烈放出大量热,引发着火,甚至爆炸。同样对氧气管道来说存在微量油污 与金属微粒也可能产生火花而发生严重后果。4.3 现场检修中的酸洗钝化处理 在精制对苯二甲酸(PTA,聚乙烯醇(PVA,腈纶,醋酸等生产装置的设备材料中,大量使用奥氏体不锈钢 316L、317、304L,由于物料都含有 Cl-、Br-、SCN-、甲酸等有害离子,或由于污垢、物料结聚,会对设备产生点蚀、缝隙腐蚀与焊缝腐蚀。在停车检修时可以对设备或部件进行全面或局部酸洗钝化处理,修复其钝化膜,以防局部腐蚀扩展。如上海石化 PTA 装置干燥机的不锈钢管子更新检修及腈纶装置的不锈 钢换热器检修等均进行过酸洗钝化。到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 4.4 在役设备除垢清洗 石油化工装置中的不锈钢设备,尤其是换热器,经一定时间运行后,内壁会沉积各 种污垢,如碳酸盐垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢、氧化铁垢、有机物垢、催化剂垢等,影响了换热效果,并且会造成垢下腐蚀。需要选择合适的清洗剂进行除垢,可采用硝酸、硝酸+氢氟酸、硫酸、柠檬 page 酸、EDTA、水基清洗剂等,并添加适量的缓蚀剂。除垢清洗后,如需要可再进行钝。化处理。如上海石化 PTA、醋酸、腈纶等装置的不锈钢换热器均进行过除垢清洗。不锈钢酸洗钝化的注意事项 5.1 酸洗钝化的前处理 不锈钢工件酸洗钝化前如有表面污物等,应通过机械清洗,然后除油脱脂。如果酸洗液与钝化液不能去除油脂,表面存在油脂会影响酸洗钝化的质量,为此除油脱脂不能省略,可以采用碱液、乳化剂、有机溶剂与蒸汽等进行。5.2 酸洗液及冲洗水中 Cl-的控制 某些不锈钢酸洗液或酸洗膏采用加入盐酸、高氯酸,三氯化铁与氯化钠等含氯离子的侵蚀介质作为主剂或助剂去除表面氧化层,除油脂用三氯乙烯等含氯有机溶 剂,从防止应力腐蚀破裂来说是不太适宜的。此外,对初步冲洗用水可采用工业水,但对最终清洗用水要求严格控制卤化物含量。通常采用去离子水。如石化奥氏体不锈 钢压力容器进行水压试验用水,控制 C1-含量不超过 25mg/L,如无法达到这一要求,在水中可加入硝酸钠处理,使其达到要求,C1-含量超标,会破坏不锈钢的钝化膜,是点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀破裂等的根源。5.3 酸洗钝化操作中的工艺控制 硝酸溶液单独用于清除游离铁和其它金属污物是有效的,但对清除氧化铁皮,厚的腐蚀产物,回火膜等无效,一般应采用 HNO3+HF 溶液,为了方便与操作安全 ,可用氟化物代替 HF2。单独 HNO3 溶液可不加缓蚀剂,但 HNO3+HF 酸洗时,需要加 Lan-到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 826。使用 HNO3+HF 酸洗,为防止腐蚀,浓度应保持 5:1 的比例。温度应低于 49,如过高,HF 会挥发。对钝化液,HNO3 应控制在 20%50%之间,根据电化学测试,HNO3 浓度小于 2 0%处理的钝化膜质量不稳定,易产生点蚀 8,但 HNO3 浓度也不宜大于 50%,要防止 过钝化。用一步法处理除油酸洗钝化,虽然操作简便,节省工时,但该酸洗钝化液(膏中会有侵蚀性 HF,因此其最终保护膜质量不如多步法。酸洗过程中允许在一定范围内调整酸的浓度、温度与接触时间。随着酸洗液使 用时 间的增长,必须注意酸浓度和金属离子浓度的变化,应注意避免过酸洗,钛离子浓度应小于 2%,否则会导致严重的点蚀。一般来说,提高酸洗温度会加速与改善清洗作用,但也可能增加表面污染或损坏的危险。5.4 不锈钢敏化条件下酸洗的控制 2 某些不锈钢由于不良热处理或焊接造成敏化,采用 HNO&HF 酸洗可能会产生晶间腐蚀,由晶间腐蚀引起的裂缝在运行时,或清洗时,或随后加工中,能够浓缩卤化物,而引起应力腐蚀。这些敏化不锈钢一般不宜用 HNO3+HF 溶液除鳞或酸洗。在焊后如必须进行这种酸洗,应采用超低碳或稳定化的不锈钢。5.5 不锈钢与碳钢组合件的酸洗 对不锈钢与碳钢组合件(如换热器中不锈钢管子、管板与碳钢壳体,酸洗钝化若采用 HNO3 或 HNO3+HF 会严重腐蚀碳钢,这时应添加合适的缓蚀剂如 Lan-826。当不锈钢与碳钢组合件在敏化状态下,不能用 HNO3+HF 酸洗时,可采用羟基乙酸(2%+甲酸(2%+缓蚀剂,温度 93,时间 6h 或 EDTA 铵基中性溶液+缓蚀剂,温度:121,时 间:6h,随后用热水冲洗并浸入 10mg/L 氢氧化铵+100mg/L 联氨中 3。5.6 酸洗钝化的后处理 到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 不锈钢工件经酸洗和水冲洗后,可用含 10%(质量分数 NaOH+4%(质量分数 KMn O4 的碱 1 生高锰酸盐溶液在 7182 中浸泡 560min,以去除酸洗残渣,然后用 水彻底冲洗,并进行干燥。不锈钢表面经酸洗钝化后出现花斑或污斑,可用新鲜钝化 液或较高浓度的硝酸擦洗而消除。最终酸洗钝化的不锈钢设备或部件应注意保护,可用聚乙烯薄膜覆盖或包扎,避免异金属与非金属接触。对酸性与钝化废液的处理,应符合国家环保排放规定。如对含氟废水可加石灰乳或氯化钙处理。钝化液尽可能不用重铬酸盐,如有含铬废水,可加硫酸亚铁还原处理。酸洗可能引起马氏体不锈钢氢脆,如需要可通过热处理去氧(加热至 200 保温一段时间。4.不锈钢酸洗钝化的应用范围 4.1 不锈钢设备制造过程中的酸洗钝化处理 4.1.1 切削加工后的清洗及酸洗钝化 6 不锈钢工件经切削加工后表面上通常会残留铁屑、钢末及冷却乳液等污物,会使不锈钢表面出现污斑与生锈,因此应进行脱脂除油,再用硝酸清洗,既去除了铁屑钢末,又进行了钝化。4.1.2 焊接前后的清洗及酸洗钝化 7 由于油脂是氢的来源 ,在没有清除油脂的焊缝中会形成气孑 L,而低熔点金属污 染(如富锌漆焊接后会造成开裂,所以不锈钢焊前必须将坡口及两侧 20mm 内的表面清理干净,油污可用丙酮擦洗,油漆锈迹应先用砂布或不锈钢丝刷清除,再用丙酮擦净。不锈钢设备制造无论采用何种焊接技术,焊后均要清洗,所有焊渣、飞溅物、污 点与氧化色等均要除掉 ,清除方法包括机械清洗与化学清洗。机械清洗有打磨、抛 光与喷砂喷丸等,应避免使用碳钢刷子,以防表面生锈。为取得最好的抗腐蚀性能,可将其浸泡在 HNO3 和 HF 的混液中,或采用酸洗钝化膏。实际上常 4 锎 1 械清洗与化学清洗结合起来应用。到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 4.1.3 锻铸件的清洗 6 经锻铸等热加工后的不锈钢工件,表面往往有一层氧化皮、润滑剂或氧化物污 染,污染物包括石墨、二硫化钼与二氧化碳等。应通过喷丸处理、盐浴处理以及多道酸洗处理。如美国不锈钢涡轮机叶片处理工艺为:盐浴(10min 水淬(2 5min 硫酸洗(2min 冷水洗(2min 碱性高锰酸盐浴(10 min 冷水洗(2min 硫酸洗(1rain 冷水洗(1min 硝酸洗(15min冷水洗(1 min 热水洗(1min 空气干燥。42 新装置投产前的酸洗钝化处理 许多大型化 工、化纤、化肥等装置的不锈钢设备与管道在投产开工前要求进行酸洗 钝化。虽 然设备在制造厂已进行过酸洗，去除了焊渣与氧化皮，但在存放、运输、安装过 程中又难免造成油脂、泥砂、铁锈等的污染，为确保装置与设备试车产品(尤 其是 化工中间体及精制品的质量能够达到要求，保证一次试车成功，必须进行酸洗 钝 化。如 H2O2 生产装置不锈钢设备与管道，投产前必须进行清洗，否则若有污物 重金属离子会使催化剂中毒。另外，如金属表面有油脂与游离铁离子等会造成 H2O 2 的分解，剧烈放出大量热，引发着火，甚至爆炸。同样对氧气管道来说存在 微量 油污与金属微粒也可能产生火花而发生严重后果。43 现场检修中的酸洗钝化处理 在精制对苯二甲酸(PTA，聚乙烯醇(PVA，腈纶，醋酸等生产装置的设备材料中，大量使用奥氏体不锈钢 316L、317、304L，由于物料都含有 Cl-、Br-、SCN-、甲 酸等有害离子，或由于污垢、物料结聚，会对设备产生点蚀、缝隙腐蚀与焊缝腐蚀。在停车检修时可以对设备或部件进行全面或局部酸洗钝化处理，修 复其钝化膜，以 防局部腐蚀扩展。如上海石化 PTA 装置干燥机的不锈钢管子更新检修及腈纶装置的 不锈钢换热器检修等均进行过酸洗钝化。44 在役设备除垢清洗 石油化工装置中的不锈钢设备，尤其是换热器，经一定时间运行后，内壁会沉 积各 种污垢，如碳酸盐垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢、氧化铁垢、有机物垢、催化剂垢等，影响了换热效果，并且会造成垢下腐蚀。需要选择合适的清洗剂进行除 垢，可采用 硝酸、硝酸+氢氟酸、硫酸、柠檬 page 酸、EDTA、水基清洗剂等，并添加适量的 缓蚀剂。除垢清洗后，如需要可再进行钝。化处理。如上海石化 PTA、醋酸、腈纶 等装置的不锈钢换热器均进行过除垢清洗 本文介绍了不锈钢品 到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 种及各种不锈钢表面处理方法，并分析各种处理方法优缺点。从而向人们揭示了 使用不锈钢加工的产品应选用何种方法，才能达到不锈钢表面精 饰之目的，才能开拓不锈钢使用前景及使用价值走向市场（一）前言：大家都知道不锈钢具有它 的独特的强度及耐磨性高和优越的确防腐性能不易生锈等 优良的特性。故广泛应 用于化工行业，食品机械，机电行业，家用电器行业。目前 大量进入家庭装璜精饰行业，给予人们以华丽高贵的感觉。不锈钢的应用发展前景会越来越广，但不锈钢的应用发展很大程度上决定它的表面 处理技术发展程度。下面我来谈谈不锈 钢表面处理技术状况，供大家讨论。（二）不锈钢品种简介：不锈钢一般含有鉻（CR），镍（NI），钼（MO），钛（TI）等优质金属元素。常见不 锈钢有鉻不锈钢，即含 CR=12%以上。镍鉻不锈钢含 CR=18%，含 NI=12%。从不锈钢金相组织结材分类：有奥氏体不锈钢，例如：1CR 18 NI9TI，1CR18NI11NB，CR18MN8NI5。马氏体不锈钢，例如：CR17，CR28 等。一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不锈钢。（三）不锈钢表面处理品种：目前对不锈钢表面进行处理品种（1）表面本色白化处理。（2）表面镜石光亮 处 理。（3）表面着色处理。1、不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经办人方温面火处理，产生 黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是 NICR2O4 和 NIF 二钟 EO4 成 分，以 前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对 人体有害。腐蚀较大，逐渐被淘汰。目前对这种氧化皮处理方法有二种：（1）采用喷（丸）砂方法。（2）采用化学法。即使用一钟无污染酸洗钝化 膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理之目的。基本上看上去是一目光的色泽。这种方法 对大型、复杂产品较适用，值得推广应用。2、不锈钢表面镜面光亮处理方法：根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜石光泽。下面我分别介绍这三种方法优缺点供大家参考 选用：表 1 项目方 法 优点 缺点 适用产品 备注 机械抛光 整平性好，光亮 劳动强度大，污染严重，复杂件难加工，光 泽下降，投资及成本较高 简单工件，中，小产品，复杂件无法加工。整 个产品光泽达不到一致，光泽保持时间不长 化学抛光 投资少，复杂件能 抛，效率高，速度快 光亮度不足，抛光液 要加湿，有气体溢出，需要适风设备。到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及 复杂产品，光亮度要求不高的产品可 选用 小批量加工较合算 电化学抛光 达镜面光 泽，长期保持，工艺稳定，污染少，成本低，防污染性 好。一次性投资大，复杂件要装工装，辅助电极，大量生产要降温 污 挡产品，要求长时间保持镜面光，亮产品。工艺稳定，易操作，可广泛推广 使用 3.不锈钢着色不仅赋于不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高 产品耐磨性和耐磨能性。不锈钢着色方法有如下几种：（1）离子沉积氧化物或氧化物。（2）高温氧化法。（3）化学 氧化法。电化学氧化法。（4）气相裂解法。简述各种方法概况如下：（1）离子沉积氧化物或氧化物法，就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进行真空蒸 发镀：例如：镀钛金的手表壳和手表带。一般是金黄色。这种方法适用于大批量产 品加工。因为投资大，成本高，小批量产品不合算。（2）高温氧化法是在特定的熔盐中，浸入工件保持在一定的工艺范围，使工件 形成一定厚度氧化膜，而呈现出各种不同色泽。（3）化学法就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，一般 有“因可法”使用较多，不过要能保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电报来控制。（4）电化学法，是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色，这个商 业中 得到应用。（5）气相裂解法，较为复杂，在工业中应用较少。（四）说明：本文简单介绍不锈钢表面处理方法，具体对产品要求和适用于选用哪一种方 法处 理。要根据产品结材，材质，及对表面要求不同。选用制定出可行的工作方案实施。由于有些工艺方法的配方是商业机密，在这里不便于祥写，请读者谅解。（五）讨论：由于本人的水平有限，有很多未能说清楚，有待于请大家讨论。如各种不锈钢材 质 的抛光效果是否都达到镜石光泽？在着色上是否都能达到一致？有待进一步研 究实 到后水淬主要目的是使碳化物溶于奥氏体中并将此状态保留到室温这样钢的耐蚀性会有很大改善如上所述为了防止晶问腐蚀通常采用固溶化处理使溶于奥氏体中然后快速冷却对于薄壁件可采用空冷一般情况采用水冷稳定化处理一般溶解且在冷却过程中充分析出使碳不可能再形成铬的碳化物因而有效地消除了晶间腐蚀去应力处理去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到回火对于不含稳定化元的钢加热温度不超过以免析出铬的以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力不锈钢的单独说敏化及固溶在我认为是两个相反的过程这两个我都做过相关的实验依据做的不锈钢酸洗钝化的必要性奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能抗高温氧化性能较好的低温性能及
