高碳马氏体不锈钢的氧化腐蚀特性与除锈钝化条件的研究

摘要

相对于马氏体不锈钢优良的综合机械材料性能,表面性能(氧化、腐蚀)是其中较为薄弱的环节.本文以440C材料为样本重点研究该类材料零件热处理及机加工后酸洗除锈、精加工后钝化防护的最佳条件.籍以提高该类材料零件在精密设备中的稳定性及使用寿命.经由除锈、钝化两个方面的实验结果,归纳出马氏体不锈钢最佳表面处理条件:440C最佳酸洗除锈条件均为:混酸浓度比为(HN03:HF)2:2,酸洗温度为65℃,循环酸洗单次时间为700秒,混酸溶液使用极限次数为五次,然后混酸溶解氧化膜的能力将降低.440C最佳钝化条件均为:硝酸浓度为15%,温度为常温(30℃左右),时间为60分钟.该条件下零件的精度不受影响.另将酸洗除锈搭配机械除锈,酸洗过程施以超声波震荡.发现不但酸洗效率提高,同时混酸用量降低,酸洗温度降低.

目录

文摘

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简介

1.1研究目的

1.2目前工艺状况

1.2.1金属材料的除锈(见表1-1)

1.2.2钝化工艺

1.3目标与创新

1.4本章小结

第二章理论背景

2.1不锈钢的高温氧化特性(化学腐蚀)

2.1.1致密保护性氧化膜的形成

2.1.2温度对氧化膜形成的影响[3]

2.1.3气氛对氧化膜形成的影响

2.1.4加热时间对氧化膜形成的影响

2.2不锈钢合金成分对氧化物生成的影响

2.2.1硅(Si)元素对高温氧化的影响

2.2.2铬(Cr)元素对高温氧化的影响

2.2.3镍(Ni)元素对高温氧化的影响

2.2.4锰(Mn)元素对高温氧化的影响

2.2.5其他合金元素(Mo、Nb、Ti)对高温氧化的影响

2.3不锈钢电化学腐蚀原理

2.3.1电化学腐蚀电池

2.3.2腐蚀的电流密度

2.3.3腐蚀的防止办法

2.4不锈钢酸洗除锈原理

2.4.1氧化膜与酸洗液的反应

2.4.2盐浴处理中碱性盐与氧化膜的反应

2.4.3震荡对酸洗的影响

2.5不锈钢钝化原理

2.5.1钝化原因

2.5.2钝化膜的性质

2.5.3钝化理论

2.5.4腐蚀速度及耐蚀标准

2.6本章小结

第三章实验内容与实验方法

3.1试验样品的制备

3.1.1材料化学成分

3.1.2样品制备步骤：

3.2试验设备及用品

3.3酸洗定量分析

3.3.1混酸浓度对酸洗效果的影响

3.3.2酸洗温度对酸洗效果的影响

3.3.3酸洗时间对酸洗效果的影响

3.3.4金属离子浓度对酸洗的影响

3.3.5超声波震荡酸洗

3.4钝化结果分析

3.5本章小结

第四章结果与讨论

4.1酸洗除锈试验结果

4.1.1混酸浓度对酸洗效果的影响

4.1.2酸洗温度对酸洗效率的影响

4.1.3酸洗时间对酸洗效果的影响

4.1.4金属离子对酸洗效果的影响

4.1.5超声波震荡对酸洗除锈的影响

4.1.6酸洗结果分析

4.2钝化试验结果

4.2.1钝化试验表头设计

4.2.2试验方案正交表

4.2.3按规定的方案做试验

4.2.4正交试验原理的解释

4.2.5钝化结果分析

4.3本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢