不銹鋼的表面處理和缺陷.doc

不銹鋼的表面處理和缺陷現(xiàn)代電鍍網(wǎng)訊：不銹鋼具有獨(dú)特的強(qiáng)度、較高的耐磨性、優(yōu)越的防腐性能及不易生銹等優(yōu)良的特性。故廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)，食品機(jī)械，機(jī)電行業(yè)，環(huán)保行業(yè)，家用電器行業(yè)及家庭裝潢，精飾行業(yè)，給予人們以華麗高貴的感覺。不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展前景會越來越廣，但不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展很大程度上決定它的表面處理技術(shù)發(fā)展程度。1 不銹鋼常用表面處理方法1.1 不銹鋼品種簡介1.1.1 不銹鋼主要成分：一般含有鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈦(Ti)等優(yōu)質(zhì)金屬元素。1.1.2 常見不銹鋼：有鉻不銹鋼，含Cr12%以上;鎳鉻不銹鋼，含Cr18%，含Ni12%。1.1.3 從不銹鋼金相組織結(jié)構(gòu)分類：有奧氏體不銹鋼，例如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb，Cr18Mn8Ni5。馬氏體不銹鋼，例如：Cr17，Cr28等。一般稱為非磁性不銹鋼和帶有磁性不銹鋼。1.2 常見不銹鋼表面處理方法常用不銹鋼表面處理技術(shù)有以下幾種處理方法：表面本色白化處理;表面鏡面光亮處理;表面著色處理。1.3.1 表面本色白化處理：不銹鋼在加工過程中，經(jīng)過卷板、扎邊、焊接或者經(jīng)過人工表面火烤加溫處理，產(chǎn)生黑色氧化皮。這種堅(jiān)硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二種EO4成分，以前一般采用氫氟酸和硝酸進(jìn)行強(qiáng)腐蝕方法去除。但這種方法成本大，污染環(huán)境，對人體有害，腐蝕性較大，逐漸被淘汰。目前對氧化皮處理方法主要有二種： 噴砂(丸)法：主要是采用噴微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。 化學(xué)法：使用一種無污染的酸洗鈍化膏和常溫?zé)o毒害的帶有無機(jī)添加劑的清洗液進(jìn)行浸洗。從而達(dá)到不銹鋼本色的白化處理目的。處理好后基本上看上去是一無光的色澤。這種方法對大型、復(fù)雜產(chǎn)品較適用。1.3.2 不銹鋼表面鏡面光亮處理方法：根據(jù)不銹鋼產(chǎn)品的復(fù)雜程度和用戶要求情況不同可分別采用機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光等方法來達(dá)到鏡面光澤。這三種方法優(yōu)缺點(diǎn)如下：不銹鋼表面處理和缺陷2 表1 項(xiàng)目方法高擋中小件產(chǎn)品，要求長時(shí)間保持鏡面光亮產(chǎn)品工藝穩(wěn)定，易操作，可廣泛推廣使用1.3.3 表面著色處理：不銹鋼著色不僅賦予不銹鋼制品各種顏色，增加產(chǎn)品的花色品種，而且提高產(chǎn)品耐磨性和耐腐蝕性。不銹鋼表面處理和缺陷3 不銹鋼著色方法有如下幾種：化學(xué)氧化著色法;電化學(xué)氧化著色法;離子沉積氧化物著色法;高溫氧化著色法;氣相裂解著色法。各種方法簡單概況如下：化學(xué)氧化著色法：就是在特定溶液中，通過化學(xué)氧化形成膜的顏色，有重鉻酸鹽法、混合鈉鹽法、硫化法、酸性氧化法和堿性氧化法。一般“茵科法”(INCO)使用較多，不過要想保證一批產(chǎn)品色澤一致的話，必須用參比電極來控制。電化學(xué)著色法：是在特定溶液中，通過電化學(xué)氧化形成膜的顏色。 離子沉積氧化物著色法化學(xué)法：就是將不銹鋼工件放在真空鍍膜機(jī)中進(jìn)行真空蒸發(fā)鍍。例如：鍍鈦金的手表殼、手表帶，一般是金黃色。這種方法適用于大批量產(chǎn)品加工。因?yàn)橥顿Y大，成本高，小批量產(chǎn)品不合算。高溫氧化著色法：是在特定的熔鹽中，浸入工件保持在一定的工藝參數(shù)，使工件形成一定厚度氧化膜，而呈現(xiàn)出各種不同色澤。 氣相裂解著色法：較為復(fù)雜，在工業(yè)中應(yīng)用較少。1.3 處理方法選用不銹鋼表面處理選用哪種方法，要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、及對表面不同要求，選用合適的方法進(jìn)行處理。2 不銹鋼件產(chǎn)生銹蝕的常見原因2.1 化學(xué)腐蝕2.1.1 表面污染：附著在工件表面的油污、灰塵及酸、堿、鹽等在一定條件轉(zhuǎn)化為腐蝕介質(zhì)，與不銹鋼件中的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕而生銹。2.1.2 表面劃傷：各種劃傷對鈍化膜的破壞，使不銹鋼保護(hù)能力降低，易與化學(xué)介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕而生銹。2.1.3 清洗：酸洗鈍化后清洗不干凈造成殘液存留，直接腐蝕不銹鋼件(化學(xué)腐蝕)。2.不銹鋼表面處理和缺陷4 2 電化學(xué)腐蝕2.2.1 碳鋼污染：與碳鋼件接觸造成的劃傷與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。2.2.2 切割：割渣、飛濺等易生銹物質(zhì)的附著與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐。2.2.3 烤校：火焰加熱區(qū)域的成份與金相組織發(fā)生變化而不均勻，與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。2.2.4 焊接：焊接區(qū)域的物理缺陷(咬邊、氣孔、裂紋、未熔合、未焊透等)和化學(xué)缺陷(晶粒粗大、晶界貧鉻、偏析等)與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。2.2.5 材質(zhì)：不銹鋼材質(zhì)的化學(xué)缺陷(成份不均勻、S、P雜質(zhì)等)和表面物理缺陷(疏松、砂眼、裂紋等)有利于與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。2.2.6 鈍化：酸洗鈍化效果不好造成不銹鋼表面鈍化膜不均勻或較薄，易于形成電化學(xué)腐蝕。2.2.7 清洗：存留的酸洗鈍化殘液與不銹鋼發(fā)生化學(xué)腐蝕的生成物與不銹鋼件形成電化學(xué)腐蝕2.3 應(yīng)力集中易于造成應(yīng)力腐蝕?？傊?，不銹鋼由于其特殊的金相組織和表面鈍化膜，使得它在一般情況下較難與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕，但并不是在任何條件下都不能被腐蝕。在腐蝕介質(zhì)和誘因(如劃傷、飛濺、割渣等)存在的條件下，不銹鋼也能與腐蝕介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)被腐蝕，而且在一定條件下的腐蝕速度相當(dāng)快而產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，尤其是點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。不銹鋼件的腐蝕機(jī)理主要為電化學(xué)腐蝕。因此，在不銹鋼產(chǎn)品在加工作業(yè)過程中應(yīng)采取一切有效措施，盡量避免銹蝕條件和誘因的產(chǎn)生。實(shí)際上，許多銹蝕條件和誘因(如劃傷、飛濺、割渣等)對于產(chǎn)品的外觀質(zhì)量也有顯著的不利的影響，也應(yīng)該和必須加以克服。不銹鋼表面處理和缺陷53 不銹鋼產(chǎn)品加工過程中存在問題3.1 焊縫缺陷：焊縫缺陷較嚴(yán)重，采用手工機(jī)械打磨處理方法來彌補(bǔ)，產(chǎn)生的打磨痕跡，造成表面不均勻，影響美觀。3.2 表面不一致：只對焊縫進(jìn)行酸洗鈍化，也造成表面不均勻，影響美觀。3.3 劃痕難除去：整體酸洗鈍化，也不能將加工過程中產(chǎn)生的各種劃痕去掉，并且也不能去除由于劃傷、焊接飛濺而粘附在不銹鋼表面的碳鋼、飛濺等雜質(zhì)，導(dǎo)致在腐蝕介質(zhì)存在的條件下發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕而生銹。3.4 打磨拋光鈍化不均勻：手工打磨拋光后進(jìn)行酸洗鈍化處理，對面積較大的工件，很難達(dá)到均勻一致處理效果，不能得理想的均勻表面。并且工時(shí)費(fèi)用，輔料費(fèi)用也較高。3.5 酸洗能力有限：酸洗鈍化膏并不是萬能的，對等離子切割、火焰切割而產(chǎn)和黑色氧化皮，較難除去。3.6 人為因素造成的劃傷比較嚴(yán)重：在吊裝、運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)加工過程中，磕碰、拖拉、錘擊等人為因素造成的劃傷比較嚴(yán)重，使得表面處理難度加大，而且也是處理后產(chǎn)生銹蝕的主要原因。3.7 設(shè)備因素：在型材、板材卷彎、折彎過程中，造成的劃傷和折痕也是處理后產(chǎn)生銹蝕的主要原因。3.8 其他因素：不銹鋼原材料在采購、儲存過程中，由于吊裝、運(yùn)輸過程產(chǎn)生的磕碰和劃傷也比較嚴(yán)重，也是產(chǎn)生銹蝕的原因之一。再補(bǔ)充介紹點(diǎn)不銹鋼的有關(guān)實(shí)用知識 或許對大伙有用 一、不銹鋼熱軋鋼板不銹鋼熱軋鋼板是用熱軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板。厚度不大于3mm的為薄板，厚度大于3mm的為厚板。用于化工、石油、機(jī)械、船舶等行業(yè)制造耐蝕零件、容器和設(shè)備。 其分類和牌號如下：1.奧氏體型鋼 (1)1Cr17Mn6Ni15N;(2)1Cr18Mn8Ni5N;(3)1Cr18Ni9;(4)1Cr18Ni9Si3;(5)0Cr18Ni9;(6)00Cr19Ni10;(7)0Cr19Ni9N;(8)0Cr19Ni10NbN;(9)00Cr18Ni10N;(10)1Cr18Ni12;(11) 0Cr23Ni13;(12)0Cr25Ni20;(13) 0Cr17Ni12Mo2;(14) 00Cr17Ni14Mo2;(15) 0Cr17Ni12Mo2N;(16) 00Cr17Ni13Mo2N;(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti;(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti;(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti;(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti;(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2;(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2;(23) 0Cr19Ni13Mo3;(24) 00Cr19Ni13Mo3;(25) 0Cr18Ni16Mo5;(26) 1Cr18Ni9Ti;(27) 0Cr18Ni10Ti;(28) 0Cr18Ni11Nb;(29) 0Cr18Ni13Si4 2.奧氏體鐵素體型鋼 (30)0Cr26Ni5Mo2;(31)00Cr18Ni5Mo3Si2; 3.鐵素體型鋼 (32)0Cr13Al;(33) 00Cr12;(34)1Cr15;(35)1Cr17;(36)1Cr17Mo;(37)00Cr17Mo; (38)00Cr18Mo2;(39)00Cr30Mo2;(40)00Cr27Mo4.馬氏體型鋼 (41)1Cr12;(42)0Cr13;(43);1Cr13;(44)2Cr13;(45)3Cr13;(46)4Cr13;(47)3Cr16;(48)7Cr17 5.沉淀硬化型鋼(49)0Cr17Ni7Al 二、不銹鋼冷軋鋼板 不銹鋼冷軋鋼板是用冷軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板，厚度不大于3mm的為薄板，厚度大于3mm的為厚板。用于制作耐腐蝕部件，石油、化工的管道、容器、醫(yī)療器械、船舶設(shè)備等，其分類和牌號如下： 1.奧氏體型鋼 除與熱軋部分相同外(29種)，還有：(1)2Cr13Mn9Ni4(2)1Cr17Ni7(3) 1Cr17Ni82.奧氏體鐵素體型鋼除與熱軋部分相同外(2種)，還有：(1)1Cr18Ni11Si4AlTi(2) 1Cr21Ni5Ti 3.鐵素體型鋼 除與熱軋部分相同外(9種)，還有：00Cr17 4.馬氏體型鋼 除與熱軋部分相同外(8種)，還有1Cr17Ni2 5.沉淀硬化型鋼：同熱軋部分 三、鐵素體、奧氏體、馬氏體簡介大家知道固態(tài)金屬及合金都是晶體，即在其內(nèi)部原子是按一定規(guī)律排列的，排列的方式一般有三種即：體心立方晶格結(jié)構(gòu)、面心立方晶格結(jié)構(gòu)和密排六方晶格結(jié)構(gòu)。金屬是由多晶體組成的，它的多晶體結(jié)構(gòu)是在金屬結(jié)晶過程中形成的。組成鐵碳合金的鐵具有兩種晶格結(jié)構(gòu)：910以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的鐵，910以上為具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的鐵。如果碳原子擠到鐵的晶格中去，而又不破壞鐵所具有的晶格結(jié)構(gòu)，這樣的物質(zhì)稱為固溶體。碳溶解到鐵中形成的固溶體稱鐵素體，它的溶碳能力極低，最大溶解度不超過0.02%。而碳溶解到鐵中形成的固溶體則稱奧氏體，它的溶碳能力較高，最高可達(dá)2%。 奧氏體是鐵碳合金的高溫相。 鋼在高溫時(shí)所形成的奧氏體，過冷到727以下時(shí)變成不穩(wěn)定的過冷奧氏體。如以極大的冷卻速度過冷到230以下，這時(shí)奧氏體中的碳原子已無擴(kuò)散的可能，奧氏體將直接轉(zhuǎn)變成一種含碳過飽和的固溶體，稱為馬氏體。由于含碳量過飽和，引起馬氏體強(qiáng)度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。 不銹鋼的耐蝕性主要來源于鉻。實(shí)驗(yàn)證明，只有含鉻量超過12%時(shí)鋼