CN103966591B - 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法 - Google Patents

一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103966591B
CN103966591B CN201310034082.7A CN201310034082A CN103966591B CN 103966591 B CN103966591 B CN 103966591B CN 201310034082 A CN201310034082 A CN 201310034082A CN 103966591 B CN103966591 B CN 103966591B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
solution
sample
cuso
corrosion resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310034082.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103966591A (zh
Inventor
周杨韬
张波
马秀良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Metal Research of CAS
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Metal Research of CAS filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CN201310034082.7A priority Critical patent/CN103966591B/zh
Priority to PCT/CN2013/073867 priority patent/WO2014117436A1/zh
Publication of CN103966591A publication Critical patent/CN103966591A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103966591B publication Critical patent/CN103966591B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/68—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法，属于不锈钢材料处理技术领域。该方法是在常温条件下，采用0.005mol/L~0.1mol/L的CuSO4溶液对不锈钢器件表面进行处理，处理时间10min~1h，然后水洗后吹干即可使用。本发明处理液配方简单，呈中性，无毒环保，无腐蚀性，对浓度精度要求不高；常温下即可处理，无需加热冷却；操作方法简单，小型器件可采用批量浸泡的方法，大型构件可采用喷淋的方式，适用于作为不锈钢器件应用前的最后处理工序。

Description

一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法
技术领域
本发明涉及不锈钢材料处理技术领域，具体涉及一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法。
背景技术
不锈钢具有非常优异的抗均匀腐蚀的性能，使得不锈钢广泛应用于现代工业及日常生活的诸多方面。然而在含有侵蚀性阴离子的环境中应用时，不锈钢易发生点蚀。这种腐蚀破坏形式具有极大的隐蔽性和突发性，危害性极强，特别是在石油、化工、核电等领域，点蚀容易造成管壁穿孔，使大量油、气泄漏，甚至造成火灾、爆炸等严重事故。因此，探索提高不锈钢抗点蚀能力的方法具有重要意义。研究已表明奥氏体不锈钢点蚀发生在硫化物夹杂处，和MnS夹杂的腐蚀溶解密切相关，所以控制钢中硫化物夹杂的含量可以有效提高其耐点蚀能力。但是，硫化物夹杂很难完全去除。而且在特殊用途钢种中，如易切削不锈钢，要求提高其中的S含量，因为大量的MnS夹杂能大大改善不锈钢的切削性能，当然，大量的MnS夹杂的存在大大恶化了其点蚀性能。所以，迫切需求一种方法，在提高不锈钢耐点蚀能力的同时不损失其他方面的性能优势。在以往的研究中，研究者也针对这方面做出了尝试，例如，利用激光熔融的方式将不锈钢表面的硫化物夹杂去除，在不影响体材料性能的情况下，在一定程度上实现了对抗点蚀能力的提高。但是这种方法的弊端也是显而易见的，成本高，效率低，只适合实验室研究，很难应用在实际生产加工过程中。
综上所述，探索一种便捷、高效、经济的化学处理方法，通过改性不锈钢表面硫化物夹杂，进而提高其抗点蚀性能，具有重要意义。
发明内容
针对目前提高不锈钢点蚀性能方法存在的成本高、效率低、工艺复杂且难于在实际中应用等弊端，本发明的目的在于提供一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法。该方法适用于作为不锈钢器件应用前的最后处理工序。
本发明的技术方案为：
一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法，该方法是采用CuSO4溶液对不锈钢器件表面进行处理，处理后水洗并吹干即可使用。
所述CuSO4溶液浓度为0.005mol/L~0.1mol/L，对不锈钢器件表面的处理时间为10min~1h。
处理方式为：浸泡或喷淋；小型器件可采用批量浸泡的方式，大型构件可采用喷淋的方式。
上述处理方法在常温条件下即可。
本发明的有益效果是：
1、便捷：本发明处理液配方简单，呈中性，无毒环保，无腐蚀性，对浓度精度要求不高；常温下即可处理，无需加热冷却；操作方法简单，小型器件可采用批量浸泡的方法，大型构件可采用喷淋的方式。
2、高效：本发明方法处理时间短，处理10min即可取得明显的效果，1h达到最佳效果。
3、经济：本发明配方中涉及的工业级化学药品价格低廉，每吨13000元左右，可配置约800m3的处理液，且处理液可回收反复利用，极具经济性。
附图说明
图1为316F不锈钢原始样品及在0.01mol/L的CuSO4溶液中处理不同时间的样品在0.5mol/L NaCl溶液中的动电位极化曲线。
图2为316F不锈钢在NaCl溶液中动电位极化测试后扫描电镜（SEM）照片；图中：（a）未经处理的样品；（b）在本发明处理液中处理10min的样品；（c）在本发明处理液中处理1h的样品。
图3为316F不锈钢原始样品及在0.005、0.01及0.1mol/L的CuSO4溶液中处理1h的样品在0.5mol/L NaCl溶液中的动电位极化曲线。
图4为316L不锈钢原始样品及在0.005mol/L的CuSO4溶液中处理1h的样品在0.5mol/L NaCl溶液中的动电位极化曲线。
图5为316不锈钢原始样品及在0.01mol/L的CuSO4溶液中处理1h的样品在0.5mol/L NaCl溶液中的动电位极化曲线。
图6为304不锈钢原始样品及在0.01mol/L的CuSO4溶液中处理1h的样品在0.5mol/L NaCl溶液中的动电位极化曲线。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本发明。
实施例1
配置摩尔浓度为0.01mol/L的CuSO4溶液，将抛光过的316F不锈钢样品（原始样品）浸入该处理液中处理不同时间，注意确保完全浸没以保证处理效果。将样品在常温下分别处理10min、30min、1h、2.5h、10h和69.5h，然后将样品取出，充分水洗，吹干。配置0.5mol/L的中性NaCl溶液作为测试溶液，将未处理以及处理不同时间的样品在NaCl溶液中进行动电位极化曲线测试，测试溶液通过恒温水浴保持在28℃，测试结果如图1所示，结果显示经过CuSO4溶液处理的样品的点蚀电位都有所提高。通过图1所得到的不同处理时间的样品的点蚀电位整理在表1中，由表1可以看到经过处理的样品和未处理的样品相比，其点蚀电位都普遍提高。处理仅10min，效果就已经很显著，点蚀电位提高了95mV；处理1小时达到了最佳效果，提高约125mV；继续延长处理时间，处理效果有所下降，且在69.5h时处理效果下降明显。将以上进行动电位测试后的样品进行扫描电镜（SEM）观察，如图2所示，结果显示，在未处理的样品中，硫化物夹杂发生严重溶解，且点蚀坑的数量非常多；处理10min的样品中，硫化物夹杂没有溶解的迹象，点蚀坑数量显著减少；处理1h的样品中，硫化物夹杂未有溶解现象，点蚀坑数量非常少，仅有几处，在大部分相同尺度的视场内，没有点蚀坑出现。动电位极化曲线及相对应的SEM观察结果都显示，该处理方法效果非常显著，且最佳处理时间为1h。
实施例2
分别配置摩尔浓度为0.005mol/L、0.01mol/L和0.1mol/L的CuSO4溶液，取三块抛光的316F不锈钢样品分别在这三种不同浓度的溶液中浸泡1h，然后在0.5mol/L的NaCl溶液中进行动电位极化曲线测试，结果示于图3，根据图3得到的点蚀电位值列在表1中。可以看到，在处理时间相同的情况下，溶液浓度（在给出的范围0.005～0.1mol/L内）对处理效果没有影响，点蚀电位提高值（115~125mV）几乎相等。
表1根据图1、3、4、5、6得到的点蚀电位值及相对于未处理样品点蚀电位的提高程度
实施例3
配置摩尔浓度为0.005mol/L的CuSO4溶液，将抛光的316L不锈钢样品在其中浸泡1h；配置0.5mol/L的中性NaCl溶液作为测试溶液，将未处理的原始样品以及处理过的样品在NaCl溶液中进行动电位极化曲线测试，结果示于图4，根据图4得到的点蚀电位值列在表1中，可以看到经过CuSO4处理的316L不锈钢，其点蚀电位相对原始样品提高约90mV。
实施例4
配置摩尔浓度为0.01mol/L的CuSO4溶液，将抛光的316不锈钢样品在其中浸泡1h；配置0.5mol/L的中性NaCl溶液作为测试溶液，将未处理的原始样品以及处理过的样品在NaCl溶液中进行动电位极化曲线测试，结果示于图5，根据图5得到的点蚀电位值列在表1中，可以看到经过CuSO4处理的316不锈钢，其点蚀电位相对原始样品提高约110mV。
实施例5
配置摩尔浓度为0.01mol/L的CuSO4溶液，将抛光的304不锈钢样品在其中浸泡1h；配置0.5mol/L的中性NaCl溶液作为测试溶液，将未处理的原始样品以及处理过的样品在NaCl溶液中进行动电位极化曲线测试，结果示于图6，根据图6得到的点蚀电位值列在表1中，可以看到经过CuSO4处理的304不锈钢，其点蚀电位相对原始样品提高约70mV。

Claims (1)

1.一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法，其特征在于：该方法是采用CuSO4溶液对不锈钢器件表面进行处理，从而抑制奥氏体不锈钢表面的硫化物夹杂溶解，处理后水洗并吹干即可使用；其中：所述CuSO4溶液浓度为0.005mol/L～0.1mol/L；对不锈钢器件表面的处理时间为10min～1h；所述处理过程在常温条件下进行；处理方式为浸泡或喷淋；其中：小型器件采用批量浸泡的方式，大型构件采用喷淋的方式。
CN201310034082.7A 2013-01-30 2013-01-30 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法 Expired - Fee Related CN103966591B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310034082.7A CN103966591B (zh) 2013-01-30 2013-01-30 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法
PCT/CN2013/073867 WO2014117436A1 (zh) 2013-01-30 2013-04-08 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310034082.7A CN103966591B (zh) 2013-01-30 2013-01-30 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103966591A CN103966591A (zh) 2014-08-06
CN103966591B true CN103966591B (zh) 2017-03-29

Family

ID=51236580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310034082.7A Expired - Fee Related CN103966591B (zh) 2013-01-30 2013-01-30 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103966591B (zh)
WO (1) WO2014117436A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107515190A (zh) * 2017-09-05 2017-12-26 北京科技大学 一种微区电化学评定钢材点蚀概率的方法
CN108998784B (zh) * 2018-07-06 2020-07-17 鞍钢股份有限公司 一种不含氯离子的耐候钢表面锈层快速生成处理剂及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1475980A1 (ru) * 1986-12-24 1989-04-30 Ленинградский государственный университет Способ фосфатировани поверхности стали
CN1429281A (zh) * 2000-03-24 2003-07-09 日进化工株式会社 不锈钢的防腐处理剂及防腐处理方法
CN101693998A (zh) * 2009-09-29 2010-04-14 上海电力学院 不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法
CN101709463A (zh) * 2009-11-30 2010-05-19 华南理工大学 一种改善奥氏体不锈钢壳体耐磨耐蚀性的表面处理方法
CN102330099A (zh) * 2011-09-09 2012-01-25 北京星航机电设备厂 一种不锈钢酸洗缓蚀剂

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60258484A (ja) * 1984-06-05 1985-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ステンレス鋼の防食方法
CN1145718C (zh) * 2000-07-20 2004-04-14 上海电力学院 一种表面覆铜板的生产工艺
GB0124846D0 (en) * 2001-10-16 2001-12-05 Unilever Plc Corrosion protection process

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1475980A1 (ru) * 1986-12-24 1989-04-30 Ленинградский государственный университет Способ фосфатировани поверхности стали
CN1429281A (zh) * 2000-03-24 2003-07-09 日进化工株式会社 不锈钢的防腐处理剂及防腐处理方法
CN101693998A (zh) * 2009-09-29 2010-04-14 上海电力学院 不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法
CN101709463A (zh) * 2009-11-30 2010-05-19 华南理工大学 一种改善奥氏体不锈钢壳体耐磨耐蚀性的表面处理方法
CN102330099A (zh) * 2011-09-09 2012-01-25 北京星航机电设备厂 一种不锈钢酸洗缓蚀剂

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
316F 不锈钢中MnS 夹杂的电子显微学分析;刘超等;《电子显微学报》;20080831;第27卷(第4期);300-305 *
不锈钢应用中的几个腐蚀问题研究;秦丽雁;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20070515(第05期);4 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014117436A1 (zh) 2014-08-07
CN103966591A (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Niu et al. Effect of chloride and sulfate ions in simulated boiler water on pitting corrosion behavior of 13Cr steel
CN104911577B (zh) 一种铝合金无铬碱性钝化液及铝合金钝化方法
CN107385193B (zh) 一种提高金属构件含氯溶液中抗腐蚀性能的组合处理方法
CN104374627A (zh) 一种超低钢原始奥氏体晶界的腐蚀液及腐蚀方法
CN104977299B (zh) 一种显示p91、p92铁素体耐热钢原奥氏体晶界的方法
CN108004549A (zh) 铁素体/奥氏体异种钢焊接接头的金相腐蚀液及腐蚀方法
CN1988051A (zh) 放射性污染金属去污工艺及去污剂
CN101748400A (zh) 不锈钢的柠檬酸双氧水钝化工艺
CN103983502A (zh) 一种清晰显示9～12％Cr耐热钢原始奥氏体晶界的金相腐蚀方法
CN103966591B (zh) 一种提高奥氏体不锈钢抗点蚀性能的化学处理方法
CN104975284A (zh) 一种不锈钢冷轧板表面处理工艺
CN107130247A (zh) 一种检验异种钢焊接接头组织的浸蚀剂及其使用方法
CN103952711A (zh) 金属表面连续在线处理技术
Cui et al. The effect of chlorine ion on metal corrosion behavior under the scratch defect of coating
CN108396321A (zh) 一种用于奥氏体不锈钢的金相腐蚀液及其制备腐蚀方法
CN111208056A (zh) 一种气相缓蚀剂缓蚀性能评价方法
CN105755471B (zh) 一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂及腐蚀方法
Li et al. Boron removal from high sulfate-containing coal-fired power plant wastewater by an ultrasound/bipolar electrocoagulation process with aluminum electrodes
CN108018566A (zh) 除锈剂及其制备方法
Wei et al. Effect of Sulfate and Chloride ions on pitting corrosion behavior of 2Cr12MoV Steel at pH 6 and 90 C
CN105018943B (zh) 一种酸洗添加剂及其制备方法
CN104562021A (zh) 一种便捷式金属制品表面抛光方法
CN102121112A (zh) 碳钢的混酸酸洗缓蚀剂及其制备方法
CN102864458B (zh) 一种环保型弱酸性去毛刺软化液及其制备方法和使用方法
CN106381499A (zh) 一种耐蚀钢筋的酸洗方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170329

Termination date: 20220130