JP2015219082A - 鋼材の黒皮評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】まず、黒皮が形成された鋼材に対してめっきを行う(ステップS1)。次に、ステップS1により金属がめっきされた鋼材におけるその金属の分布を測定する(ステップS2)。
【選択図】 図1
Description
まず、黒皮が形成された鋼材(以下、単に「鋼材」と言う。)の黒皮が剥離した部分に金属をめっきする(ステップS1)。このめっきを行うときの装置構成の一例を図2に示す。この図2に示すように、鋼材にめっきを行うときには、電解液を貯留しためっき槽1と、このめっき槽1に浸漬した鋼材2、電極3および参照極4と、これらの電極に電気的に接続され、それぞれに電力を供給する制御装置5とを用意する。そして、制御装置5により、鋼材2を陰極、電極3を陽極としてこれらの間に定電流を所定の時間流す。これにより、黒皮が一部または全部剥離した鋼材1表面の剥離部に選択的に金属がめっきされる。このように剥離部に金属がめっきされる原理について、図3を参照して以下に説明する。
電解液中に鋼材と電極を浸漬し、鋼材に定電流が流れるように電流制御を行ったとき、図3に示すように、電解液側から鋼材11に流れる定電流Iは、鋼材11の表面に形成された黒皮12から鋼材11に流れる電流Iscaleと、剥離部13によって電解液中に露出した部分の鋼材11に流れるImetalの和で表すことができる。なお、図3に示す矢印は、鋼材表面の電流密度分布を模式的に示すものであり、矢印が大きいほど大きな電流が流れることを意味している。
このため、剥離部13によって電解液中に露出した鋼材11には、図3中の大きな矢印で示すように、大きな電流が流れる。一方、黒皮12は、図3中の小さな矢印で示すように、小さな電流しか流れない。
また、剥離部13によって電解液中に露出した部分の鋼材11と電解液との界面には、黒皮12の部分と比較して、相対的に大きな電位差が生じる。
したがって、めっきする金属イオンが溶解した電解液中に鋼材と電極を浸漬し、鋼材に定電流が流れるように電流制御すると、剥離部によって電解液中に露出した部分の鋼材には、大きな電流が流れ、かつ、電解液との界面の電位差が大きいので、金属が選択的にめっきされることとなる。
なお、鋼材にめっきをし続けると、黒皮表面にも金属がめっきされるので、黒皮と剥離部とが識別できなくなるのを防ぐために、黒皮表面に金属がめっきされる前にめっきを終了することが望ましい。黒皮表面に金属がめっきされないようにするには、例えば、鋼材にめっきするときに流す電流の値および電流を流す時間を、黒皮が保持される値、すなわち黒皮が還元されない値に設定することにより実現することができる。この値は、めっきするときに実際に流す定電流を鋼材に流して黒皮を還元させる実験を行って、黒皮が還元されずに保持される電位を予め求めておき、この求めた電位に基づいて設定すればよい。その実験の一例を以下に説明する。
この実験では、1wt%のチオシアン酸アンモニウム(NH4SCN)を添加した1M(モル)の炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)水溶液を脱気した溶液中に、作用極として直径φが9mmの一般的な高強度鋼(Fe−0.25%Si合金など)からなる鋼材、参照極としてとして銀−塩化銀(Ag/AgCl)電極、対極として白金線(Pt)を挿入し、鋼材に10[μA/cm2]の電流密度の定電流が流れるようにした。このときに得られた鋼材の電位の時間変化を図4に示す。
また、測定される電位は、黒皮と剥離部の混成電位を示しているため、予め決めた金属イオン種が含まれていれば測定した電位が高くても電流を制御している間は剥離部にめっきされることとなる。
ステップS1により鋼材の剥離部に金属がめっきされると、鋼材にめっきされた金属の分布を測定する(ステップS2)。
めっきされた金属の分布の測定には、元素マッピングの各種方法を用いることができる。例えば、電子線を対象物に照射する事により発生する特性X線の波長と強度から構成元素を分析するEPMA(電子線マイクロアナライザ:Electron Probe MicroAnalyser)を用いることができる。
Claims (2)
- 黒皮が形成された鋼材の前記黒皮が剥離した部分に金属をめっきする第1のステップと、
前記鋼材にめっきされた前記金属の分布を測定する第2のステップと
を有することを特徴とする鋼材の黒皮評価方法。 - 請求項1記載の鋼材の黒皮評価方法において、
前記第1のステップは、前記鋼材に定電流を流し、前記鋼材の電位が前記黒皮が還元される電位に達する前に終了する
ことを特徴とする鋼材の黒皮評価方法。
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CN107576611B (zh) * | 2017-09-20 | 2023-12-29 | 西安热工研究院有限公司 | 一种过热器再热器氧化皮剥落程度测试的方法与装置 |
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