[发明专利]奥氏体不锈钢表面防蚀工艺

说明书

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢表面防蚀工艺。

背景技术

金属腐蚀与防护科学是研究金属材料在其周围环境作用下发生损坏以及如何阻止这种破坏的一门综合性科学。金属材料因为其不仅具有优良的使用性能，而且还具有良好的工艺性能，因此在现代工农业生产中占有极其重要地位。在机械制造、交通运输、国防与科学技术等各个部门都需要大量的金属材料，但是，随着使用时问的推移，金属材料制品都有一个可使用寿命，在使用过程中，金属将受到程度不同的直接和间接的损坏。通常将常见金属损坏的形式归纳为腐蚀、断裂和磨损。其中，腐蚀是我们这次主要关注的，根据腐蚀机理的不同，通常把金属腐蚀分为化学腐蚀，电化学腐蚀和物理腐蚀，其中最常见的是金属的电化学腐蚀。金属发生电化学腐蚀时，形成腐蚀原电池。目前，防腐方法有永久性与暂时性两大类，永久性防腐多采用涂防锈油、涂料或电镀；而暂时性防锈多采用涂防锈油的方法。一般认为，防锈油的防锈机理基于两个方面：一是油膜本身对腐蚀介质的阻隔作用；二是在金属与防锈油界面上缓蚀剂吸附的阻挡作用。当金属在大气条件下，主要由于电化学作用而造成的破坏，习惯上称为锈蚀。调查结果显示，世界各国每年因为金属腐蚀而带来的经济损失约占其国民经济总产值的2％一4％。为避免锈蚀，减少损失，人们采用了各种各样的方法，选用油溶性缓蚀剂的防锈油来保护金属制品，便是目前最常见的方法之一。

腐蚀，按其作用性质分为电化学腐蚀和化学腐蚀；按腐蚀所发生的环境条件分为高温腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤夫斯、溶盐腐蚀、燃气腐蚀等等。按腐蚀形态则分为全面腐蚀与局部腐蚀。广义的局部腐蚀(Localized Corrosion)则包含以下几种：电偶腐蚀(Galvanic Corrosion)；由不同金属或其他电子导体构成电极的腐蚀电池作用；

孔蚀(Pitting)；产生点状的腐蚀，可从金属表面向内部扩展，形成孔穴。

缝隙腐蚀(Crevice Corrosion)：由于狭缝或间隙的存在，在狭缝内或进旁发生的

腐蚀晶间腐蚀(Intergranular Corrosion)：沿着金属的晶粒边界或其进旁发生的腐蚀

选择性腐蚀(Selective Corrosion)：合金中某一化学成分或某一组织优先腐蚀的过程

应力腐蚀破裂(Stress Corrosion Cracking)：由残余应力或外加应力导致的金属应变和腐蚀联合作用产生破裂的过程。

腐蚀疲劳(Corrosion Fatigue)；由金属的交变应变和腐蚀联合作用产生的过程氢脆(Hydrogen Embrittlement)：由于氢的吸收，导致金属韧性或延展性降低的过程。

冲刷腐蚀(又称腐蚀磨蚀，Erosion—Corrosion)：由于腐蚀和冲刷联合作用而产生的过程。

狭义的局部腐蚀则专指孔蚀和缝隙腐蚀。

社会上使用最多的防腐途径不外乎以下四种：

(1)正确选用耐腐蚀的金属或非金属材料以及合理的设计金属结构；

(2)采用耐腐蚀的各种涂镀层或转化层等表面工程防腐蚀法；

(3)设法减弱或消除介质环境的腐蚀性，其中主要是采用各种缓蚀剂；

(4)施行阴极保护或阳极保护等电化学保护方法等。

为了正确选用有效的防腐蚀方法，从根本上说，一方面要了解具体腐蚀过程的控制因素，另一方面要了解各种防腐蚀方法按其控制腐蚀的作用性质的分类，以便针对腐蚀过程的控制因素选用那些能进一步增强此种控制程度的防腐蚀方法。就是说，要使该防腐蚀方法控制腐蚀的作用性质同腐蚀过程的控制因素相一致才会取得最好的防腐蚀效果。

(1)对于由热力学稳定性控制的腐蚀过程：可采用贵金属或半贵金属，或往合金中加入合金元素以提高合金的热力学稳定性，也可以采用完全抑制腐蚀反应(阴、阳极反应都抑制)的一切措施，包括用涂层完全隔绝金属与环境介质的接触，也包括从溶液中完全去除H+、溶氧等去极化剂，因为后二者也属于提高体系得热力学稳定性的方法之列。

(2)对于阳极控制的腐蚀过程：可以选用那些更容易钝化的合金或往合金中加入阴极性合金元素(例如Pd)以促进阳极钝化，使之实现更稳定的钝化。此外，也可以往介质中添加阳极性缓蚀剂，或施加阳极保护，以进一步增强腐蚀过程的阳极控制程度，减轻腐蚀。

(3)对于阴极控制的腐蚀过程：应该采取进一步增强阴极控制的措施，主要是使用阴极性缓蚀剂或施加阴极保护，也可以采用纯化金属与合金的办法以减少合金中的阴极性杂质或夹杂物，或者使用含析氢过电位高的合金元素的合金以控制析氢腐蚀。