不銹鋼表面鈍化膜的生成及保護(hù)
發(fā)布時間：2017.12.27 新聞來源：不銹鋼酸洗鈍化液-不銹鋼酸洗鈍化膏-天長市俊武不銹鋼表面處理材料廠 瀏覽次數(shù)：
從熱力學(xué)上講，絕大多數(shù)金屬在一般環(huán)境下都會自發(fā)地發(fā)生腐蝕，可是在某些介質(zhì)環(huán) 境下金屬表面會發(fā)生一種陽極反應(yīng)受阻的現(xiàn)象。這種由于金屬表面狀態(tài)的改變引起金屬表 面活性的突然變化，使表面反應(yīng)(如金屬在酸中的溶解或在空氣中的腐蝕〕速度急劇降低的 現(xiàn)象稱為鈍化。鈍化大大降低了金屬的腐蝕速度，增加了金屬的耐蝕性。金屬鈍化后所處 的狀態(tài)稱為鈍態(tài)，鈍態(tài)金屬所具有的性質(zhì)稱為鈍性。
金屬鈍化有兩種理論：一種稱為成相膜理論，另一種稱為吸附理論。成相膜理論認(rèn)為，處于介質(zhì)中的金屬表面能生成一層致密的、覆蓋良好的保護(hù)膜。該保護(hù)膜作為一個獨(dú) 立相存在，把金屬與介質(zhì)隔開，使表面反應(yīng)速度明顯下降，金屬表面轉(zhuǎn)為鈍態(tài)。吸附理論 認(rèn)為，不一定要形成完整的鈍化膜才會引起金屬表面鈍化，只要在金屬的部分表面上形成 氧原子的吸附層，就能產(chǎn)生鈍化。吸附層可以是單分子層或0只-、02一離子層。氧原子與 金屬表面因化學(xué)吸附而結(jié)合，使金屬表面的自由鍵能趨于飽和，改變了金屬與介質(zhì)界面的 結(jié)構(gòu)及能量狀態(tài)，降低了金屬與介質(zhì)間的反應(yīng)速度，從而產(chǎn)生鈍化作用。
成相膜理論與吸附理論的主要區(qū)別在于：成相膜理論強(qiáng)調(diào)了鈍化層的機(jī)械隔離作用; 而吸附理論認(rèn)為主要是吸附層改變了金屬表面的能量狀態(tài)，使不飽和鍵趨于飽和，降低了金屬表面的化學(xué)活性，造成鈍化。事實(shí)上，金屬的實(shí)際鈍化過程比上述兩種理論模型要復(fù)雜得多，它與材料的表面成分、組織結(jié)構(gòu)、能量狀態(tài)等多種因素的變化有關(guān)，不是某一單 一因素造成的。
耐腐蝕性能是不銹鋼和不銹鋼管區(qū)別于其他鋼種和普通鋼的首要性能。按照現(xiàn)代的認(rèn)識，一般不銹鋼也只是在不受污染的大氣環(huán)境中才能保持不“生銹”或“耐腐蝕”。在實(shí)際應(yīng)用、特別是許多工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中，不銹鋼仍然可因腐蝕介質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕，而晶間腐蝕、孔蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等局部腐蝕往往是其主要表現(xiàn)形式。不銹鋼的耐腐蝕性能好壞取決于鋼種的化學(xué)成分、表面狀態(tài)和環(huán)境條件。
在具體的應(yīng)用條件中，即鋼種和環(huán)境條件確定以后，清潔光滑的表面生成均勻致密的鈍化膜是保證其耐腐蝕性的前提，而鈍化膜的局部破損正是產(chǎn)生局部腐蝕的根本原因。不銹鋼并非******不生銹的鋼，其耐腐蝕性好只是相對的、有條件的，保持其表面清潔、即鈍化狀態(tài)尤為重要。首先來說說不銹鋼表面鈍化膜的生成及保護(hù)。
鈍化膜的生成特征：
在高溫條件下不銹鋼表面會生成粘著力******的氧化皮，其主要成分是Cr 。但常溫下不銹鋼表面生成的鈍化膜并非“真”氧化膜，其物理化學(xué)結(jié)構(gòu)至今尚未完全確認(rèn)， 目前常稱其為復(fù)什氧化物或氫氧化膜㈣。純凈不銹鋼表面會在大氣或其他含氧環(huán)境中自發(fā)形成并具有自愈特征的這種鈍化膜。常溫、凈化及有氧環(huán)境是三個重要的概念或鈍化膜生成要素。不銹鋼管及所有不銹鋼制品交貨時都應(yīng)十分重視凈化或鈍化處理， 目的就是為了使其表面生成純化膜，從而確保其耐腐性。
鈍化膜的污損：
不銹鋼表面的鈍化膜厚度很小，僅1-3 nm，鈍化處理過的不銹鋼管在貯運(yùn)和使用過程，特別是后續(xù)加工過程很容易因某些原因而使其表面鈍化膜污損，從而影響其耐蝕性。
鈍化膜污損的主要原因：
(1)碰撞或鋒利物擠壓、劃破不銹鋼表面鈍化膜。
(2)各種液體、溶劑、坯料、墨水、打標(biāo)記、油脂或防護(hù)材料對不銹鋼表面的沾污，造成鈍化膜局部變性。
(3)含有Zn，Pb，Cu，A1，F(xiàn)e及黃銅、青銅、鍍鋅生成物、含鋅漆的塵埃沉積或嵌入不銹鋼表面，破壞鈍化膜的均勻性。
(4)焊接、熱成形、熱處理等熱加工引起的局部或整體氧化色斑。不同溫度條件下生成的這些色斑的厚度、成分和性態(tài)都與所要求的鈍化膜有很大差異，對不銹鋼的耐蝕性不利。
鈍化膜的防護(hù)：
防止鈍化膜污損，是不銹鋼管制造、貯運(yùn)、使用及再制造過程中都須***重視的首要問題。為此應(yīng)注意：
(1)搬運(yùn)、吊裝作業(yè)應(yīng)避免采用碳鋼或鍍鋅鋼絲索、鏈條等，或避免與不銹鋼直接接觸，所有搬運(yùn)設(shè)備應(yīng)保持清潔并盡可能采用不銹鋼材料或木材等作隔離。
(2)保持不銹鋼表面清潔，防止垃圾及其他金屬對表面的沾污，難以避免時應(yīng)采用清潔的牛皮紙、麻布、紙板等作隔離。
(3)鋸、銼、磨具、不銹鋼絲刷之類工具應(yīng)專用，******可與其他鋼鐵或非鐵金屬材料加工混用。
(4)根據(jù)管徑、壁厚、批量、運(yùn)輸距離或方法采用單支包扎、裝箱、捆扎等不同包裝方法 (5)避免直接在地面存放，尤其應(yīng)防止不銹鋼表面與瀝青、鍍鋅或碳鋼、各種有色金屬或含有這些金屬成分的材料表面直接接觸，也應(yīng)防范污水、海水、湖水、河水的浸泡。
金屬鈍化有兩種理論：一種稱為成相膜理論，另一種稱為吸附理論。成相膜理論認(rèn)為，處于介質(zhì)中的金屬表面能生成一層致密的、覆蓋良好的保護(hù)膜。該保護(hù)膜作為一個獨(dú) 立相存在，把金屬與介質(zhì)隔開，使表面反應(yīng)速度明顯下降，金屬表面轉(zhuǎn)為鈍態(tài)。吸附理論 認(rèn)為，不一定要形成完整的鈍化膜才會引起金屬表面鈍化，只要在金屬的部分表面上形成 氧原子的吸附層，就能產(chǎn)生鈍化。吸附層可以是單分子層或0只-、02一離子層。氧原子與 金屬表面因化學(xué)吸附而結(jié)合，使金屬表面的自由鍵能趨于飽和，改變了金屬與介質(zhì)界面的 結(jié)構(gòu)及能量狀態(tài)，降低了金屬與介質(zhì)間的反應(yīng)速度，從而產(chǎn)生鈍化作用。
成相膜理論與吸附理論的主要區(qū)別在于：成相膜理論強(qiáng)調(diào)了鈍化層的機(jī)械隔離作用; 而吸附理論認(rèn)為主要是吸附層改變了金屬表面的能量狀態(tài)，使不飽和鍵趨于飽和，降低了金屬表面的化學(xué)活性，造成鈍化。事實(shí)上，金屬的實(shí)際鈍化過程比上述兩種理論模型要復(fù)雜得多，它與材料的表面成分、組織結(jié)構(gòu)、能量狀態(tài)等多種因素的變化有關(guān)，不是某一單 一因素造成的。
耐腐蝕性能是不銹鋼和不銹鋼管區(qū)別于其他鋼種和普通鋼的首要性能。按照現(xiàn)代的認(rèn)識，一般不銹鋼也只是在不受污染的大氣環(huán)境中才能保持不“生銹”或“耐腐蝕”。在實(shí)際應(yīng)用、特別是許多工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中，不銹鋼仍然可因腐蝕介質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕，而晶間腐蝕、孔蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等局部腐蝕往往是其主要表現(xiàn)形式。不銹鋼的耐腐蝕性能好壞取決于鋼種的化學(xué)成分、表面狀態(tài)和環(huán)境條件。
在具體的應(yīng)用條件中，即鋼種和環(huán)境條件確定以后，清潔光滑的表面生成均勻致密的鈍化膜是保證其耐腐蝕性的前提，而鈍化膜的局部破損正是產(chǎn)生局部腐蝕的根本原因。不銹鋼并非******不生銹的鋼，其耐腐蝕性好只是相對的、有條件的，保持其表面清潔、即鈍化狀態(tài)尤為重要。首先來說說不銹鋼表面鈍化膜的生成及保護(hù)。
鈍化膜的生成特征：
在高溫條件下不銹鋼表面會生成粘著力******的氧化皮，其主要成分是Cr 。但常溫下不銹鋼表面生成的鈍化膜并非“真”氧化膜，其物理化學(xué)結(jié)構(gòu)至今尚未完全確認(rèn)， 目前常稱其為復(fù)什氧化物或氫氧化膜㈣。純凈不銹鋼表面會在大氣或其他含氧環(huán)境中自發(fā)形成并具有自愈特征的這種鈍化膜。常溫、凈化及有氧環(huán)境是三個重要的概念或鈍化膜生成要素。不銹鋼管及所有不銹鋼制品交貨時都應(yīng)十分重視凈化或鈍化處理， 目的就是為了使其表面生成純化膜，從而確保其耐腐性。
鈍化膜的污損：
不銹鋼表面的鈍化膜厚度很小，僅1-3 nm，鈍化處理過的不銹鋼管在貯運(yùn)和使用過程，特別是后續(xù)加工過程很容易因某些原因而使其表面鈍化膜污損，從而影響其耐蝕性。
鈍化膜污損的主要原因：
(1)碰撞或鋒利物擠壓、劃破不銹鋼表面鈍化膜。
(2)各種液體、溶劑、坯料、墨水、打標(biāo)記、油脂或防護(hù)材料對不銹鋼表面的沾污，造成鈍化膜局部變性。
(3)含有Zn，Pb，Cu，A1，F(xiàn)e及黃銅、青銅、鍍鋅生成物、含鋅漆的塵埃沉積或嵌入不銹鋼表面，破壞鈍化膜的均勻性。
(4)焊接、熱成形、熱處理等熱加工引起的局部或整體氧化色斑。不同溫度條件下生成的這些色斑的厚度、成分和性態(tài)都與所要求的鈍化膜有很大差異，對不銹鋼的耐蝕性不利。
鈍化膜的防護(hù)：
防止鈍化膜污損，是不銹鋼管制造、貯運(yùn)、使用及再制造過程中都須***重視的首要問題。為此應(yīng)注意：
(1)搬運(yùn)、吊裝作業(yè)應(yīng)避免采用碳鋼或鍍鋅鋼絲索、鏈條等，或避免與不銹鋼直接接觸，所有搬運(yùn)設(shè)備應(yīng)保持清潔并盡可能采用不銹鋼材料或木材等作隔離。
(2)保持不銹鋼表面清潔，防止垃圾及其他金屬對表面的沾污，難以避免時應(yīng)采用清潔的牛皮紙、麻布、紙板等作隔離。
(3)鋸、銼、磨具、不銹鋼絲刷之類工具應(yīng)專用，******可與其他鋼鐵或非鐵金屬材料加工混用。
(4)根據(jù)管徑、壁厚、批量、運(yùn)輸距離或方法采用單支包扎、裝箱、捆扎等不同包裝方法 (5)避免直接在地面存放，尤其應(yīng)防止不銹鋼表面與瀝青、鍍鋅或碳鋼、各種有色金屬或含有這些金屬成分的材料表面直接接觸，也應(yīng)防范污水、海水、湖水、河水的浸泡。
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