淺析奧氏體不銹鋼在加工過程中如何防止鐵素體污染

彭亮 梁智

摘要：奧氏體不銹鋼是一種常用的結構材料，具有優良的耐腐蝕性、抗高溫氧化性。在加工過程中常常受到鐵元素污染。本文主要針對奧氏體不銹鋼如何防止鐵素體污染提出了自己的觀點及處理方法。

關鍵詞：奧氏體不銹鋼；鐵素體污染；除銹方法

0 引言

奧氏體不銹鋼作為一種重要的結構材料，具有優良的耐腐蝕性、抗高溫氧化性、較低的輻照敏感性、較好的低溫力學性能和優良的加工性能被廣泛應用于各行行業中，然而在不銹鋼零部件制造過程中若與鐵素體接觸或者表面防護措施不到位，就易產生表面鐵素體污染，影響零部件正常工作的穩定性以及水化學工況。本文主要針對奧氏體不銹鋼產生鐵素體污染進行分析和研究，希望為防止鐵素體污染提供參考。

1 產生污染的原因及影響

奧氏體不銹鋼零件在加工、轉運、裝配、儲存過程中如果沒有做好防護措施，沒有與碳鋼材質等零件分隔開往往會引起奧氏體零件表面的鐵素體污染，導致零件表面鐵素體粘附，通常開始為游離的鐵素體，這種現象就被叫做鐵素體污染。

近年來，隨著對產品質量的重視，這種鐵素體污染引起了很多公司的重視。從鐵素體初始粘附在奧氏體零件上開始，形成初始腐蝕點，慢慢的引起材料的局部腐蝕，從而增大金屬溶解率，這會對零件的可靠性及水化學工況帶來嚴重影響，進而影響設備的穩定運行。因此防止鐵素體污染在加工過程中尤為重要。

2 加工過程中奧氏體不銹鋼防污染的措施及要求

2.1制造過程中的要求

奧氏體不銹鋼的制造應在專用場地或封閉的生產車間、應與碳鋼制產品嚴格隔離，用于奧氏體不銹鋼成形的工具應避免受到污染（工具清洗和除油），且避免包含鐵素體鋼，防止鐵離子和其他有害雜質污染。

奧氏體不銹鋼在制造過程中應使用專用的吊裝夾具及其它工藝設備，零件的吊纜宜采用柔性材料（橡膠、塑料等）。進入生產現場的人應穿著不得帶有鐵釘等尖銳異物的工作鞋，如無法避免應該穿上清潔的鞋套，牛皮紙、紙板、乙烯基膠帶應放在人員踩踏的地方。進行機械加工時，冷卻液一般采用水機乳化液，切削液中氯和氟含量的和不得大200ppm，硫的含量不得大于200mmp，表面處理時應有獨立且配備必要的環境保護措施的場地。

2.2轉運、裝配、儲存要求

奧氏體不銹鋼生產場地必須保持清潔、干燥，零部件半成品或成品的堆放需配有木質墊板或盛具箱。奧氏體不銹鋼應按照牌號、規格和爐批號分類存放，并作明確標識，與碳鋼等原材料有嚴格的隔離措施。入庫時奧氏體不銹鋼材料上應有的入庫標記，該標記應采用無氟、無硫記號筆書寫，不得采用油漆等有污染的物料書寫，不得在與介質接觸的表面打鋼印。

在儲存、轉運、加工過程中盡可能避免碳鋼部件與奧氏體不銹鋼之間接觸，應配備必要的防鐵離子污染和磕劃傷的運送工具。

奧氏體不銹鋼部件組裝時與零件表面接觸的用具應選用與零件相適應的不銹鋼材料，不得使用可能造成鐵素體污染的工具。用于奧氏體不銹鋼的包裝材料（塑料罩、堵頭等）中含鹵素或硫量應小于0.10%，經浸濾所釋放的氯化物或氟化物的含量均應小于50mmp。

奧氏體不銹鋼應采取措施避免與下列物質接觸；

—碳鋼或低合金鋼制造的加工工具、吊裝工具、搬運機械及存放工具；

—含有氯化物和其它鹵化物的物品。如：潤滑劑、清潔劑、包裝材料及加工用切削液等；

—易分解出低熔點元素（如：鉛、硫、砷等）及其化合物的物品（工具、標記液、藥皮焊條、涂料等）。

—不可溶的標記制品。

—在焊接或者熱處理過程中，容易在材料表面形成合金和沉積物的物品。

3 除銹方法

當零件加工表面檢測到被鐵素體污染時，應當采取適當的措施及時清除鐵素體污染，主要的除銹方法包括機械清理、化學清理。

3.1機械清理

機械清理包括噴射、磨削、鏟銷、打磨等方法，可以徹底清除表面的鐵素體污染，有利于在不銹鋼表面形成一層嶄新的致密鈍化膜，并且不會引起材料的晶間腐蝕、點腐蝕等。

3.1.1 磨削、刷除

1）用刷除、磨削方法去除零部件的氧化皮、污垢、油漆、型砂等雜質固體顆粒，磨削時必須避免工件局部過熱；

2）奧氏體不銹鋼工件必須使用由尼龍或不銹鋼絲制造的刷子，磨削使用鋁基無鐵砂輪或碳化鎢制造的旋轉銼及打磨工具，不得使用碳鋼刷清理不銹鋼表面。

3）砂輪和砂紙打磨材料不應含有鐵、氧化鐵、鋅或其他可能引起金屬表面污染的有害材料。在其他材料上用過的砂輪、砂紙打磨材料及鋼絲刷不應用于不銹鋼。

4）當對薄壁零件、拋光表面和接近公差的零件除銹時，必須特別小心，避免被機械方法損害。機械除銹后，表面應用熱水和毛刷刷洗干凈，接著用清潔的熱水沖洗。

3.1.3噴射處理

1）噴射磨料為渣沙、或鋼丸、或玻璃珠、或軋碎的金剛砂；

3）奧氏體不銹鋼的噴射處理選用氧化鋯砂或氧化鋁砂：

—砂石中不得含鐵。在此之前沙石不得用于清理鑄鐵、碳鋼或低合金鋼表面，推薦使用清潔、未曾使用過的磨料；

—噴丸時只許用高合金或不銹鋼鋼丸；

3.2化學除銹

化學清洗主要是酸洗、鈍化，酸洗、鈍化是一種非常有效的清除奧氏體不銹鋼表面鐵素體污染的化學方法，可以清除嵌入不銹鋼表面的金屬污染物、腐蝕產物和可溶性鹽等，使不銹鋼表面形成致密鈍化膜，提高零部件的耐腐蝕性。奧氏體鋼工件可用氟硝酸溶液或稀硝酸溶液酸洗，去除表面上的金屬污染物和薄的氧化膜。欲除銹的的表面通常在化學處理前要預清洗。當產品的尺寸和形狀允許時，建議全部浸入酸洗溶液中，當完全浸入不切實際時，可采用刷拭或者噴淋的方法浸濕表面，亦或者采用濕拖法和酸洗頓化膏劑涂抹法，使用這些糊劑后設備表面應特別仔細的沖洗，過渡酸洗必須避免。能否用酸洗均勻的去除氧化皮取決于所用的酸、酸的濃度、溶液溫度和接觸時間，不推薦連續30min曝露在酸洗溶液中。大多數酸洗溶液會松動焊接和熱處理氧化皮，但不能完全去除氧化皮。用不銹鋼刷或毛刷不斷的斷斷續續的刷洗，結合酸洗或者最初的沖洗，有助于去除氧化皮和化學反應的產物。鈍化可用硝酸（或等價于硝酸的）溶液或鈍化膏進行處理化學除銹后，表面必須徹底沖洗，去除殘留的化學劑，呈中性后擦干水跡。

參考文獻：

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