不锈钢钝化：增强耐用性和多功能性

从建筑到汽车，甚至炊具。 你会发现不锈钢无处不在。 由于其明显的使用寿命、性能和出色的强度，该材料是各种情况下的完美选择。

然而，不锈钢的腐蚀速度仍然非常缓慢。 合金有许多固有特性可以防止腐蚀，但不锈钢钝化是所有类型的不锈钢零件都必须经过的过程。

本文将介绍不锈钢的钝化，并讨论其工艺、优势和行业中的普遍标准。

用最简单的话来说，不锈钢钝化是从表面去除任何铁分子的过程。 钢 实际上是铁、铬、碳和其他各种元素的合金。 然而，铁是主要元素并且容易腐蚀。

铬是不锈钢的主要成分，因为它主要负责耐腐蚀性能。 铬含量以及其他添加剂的组合决定了您使用的钢材的耐用性和可成型性。

钢变得不锈，这意味着没有腐蚀，因为它的耐腐蚀表面由铬和镍等惰性元素组成。 这些元素在表面形成一层极薄的钝化层，保护铁内部免受各种可能启动氧化过程的污染。

然而，铬绝对不需要表面污染，因为它在钢周围形成一层非常薄的层以防止腐蚀。 钢材钝化工艺可以做到这一点，并实现保护，使钢材使用寿命更长，并在多种条件下发挥作用。

钝化过程是激活惰性层形成的过程。 小铁分子可以留在表面并引发腐蚀过程。 钝化从表面去除铁，确保钢表面形成更长、更耐用的保护层。

几千年来，铁一直是我们生活的一部分。 从一开始，很明显天然形式的铁是不合适的，因为它的氧化特性会导致腐蚀。 虽然像不锈钢这样的合金性能更好，但如果不经过钝化等工艺，它们仍然会腐蚀。

钢铁钝化始于 1800 年代，当时一位名叫 Christian Friedrich Schönbein 的化学家发现，不锈钢一旦浸入浓硝酸溶液中，几乎没有活性。 他将经过新处理的钢材的性能与常规替代品进行了比较，并注意到新样品的腐蚀防护得到了增强。

从那时起，通过硝酸进行钝化在全世界变得相当普遍，并成为行业标准。 然而，硝酸由于其毒性和对环境的破坏而具有许多缺点。

使用硝酸进行钢铁钝化一直持续到 1900 年代，当时一家德国酿酒公司确定柠檬酸是该工艺的替代化学品。 到 1990 年，柠檬酸因其明显的无毒特性，在各个领域有效地取代了硝酸。

如今，行业标准要先进得多，并且依靠硝酸和柠檬酸浴液来安全地进行钢材钝化。

铁具有合适的特性，很容易获得，并且具有足够的延展性，可以形成各种形状而不会出现太多复杂情况。 这些品质使其成为各种关键应用的完美金属。 然而，它的耐腐蚀表面性能还有很多不足之处。

不锈钢比铁好 （你可以从中学到一些东西 铸铁和钢的比较指南). 但是，它仍然会腐蚀。 其耐腐蚀性的有效性取决于两个主要因素； 合金的成分和钝化处理。

以下是钝化不锈钢如此重要的几个原因。

铁是任何物质的重要组成部分 不锈钢类型. 此外，毫无疑问它有几个优点，但铁的腐蚀速度也很快，尤其是当它暴露在水和氧气中时。 任何地方的空气都有这两种情况，这实际上意味着腐蚀是不可避免的。

但是，在钢的情况下。 表面上的微粒可以启动腐蚀过程，并且缓慢但肯定地传播到整个零件。 钝化不锈钢不会有这个问题，因为该过程清除了表面并允许在表面形成惰性保护层以获得更好的性能。

改变成分并不总是可行的解决方案，因为它直接影响钢的可成形性和其他性能参数。 因此，不锈钢钝化对于保持耐用性变得极其重要。

不锈钢的钝化有利于在表面形成铬层。 铬是惰性的，即使在有水和其他污染物的情况下也能防止腐蚀。 因此，不锈钢部件在铬的保护下使用寿命更长。

无论您多么小心，任何制造过程都会遗漏可能引起腐蚀的污染物。 即使是机加工工具也会在表面遗漏一些组件，这些组件在某些条件下可能会到达并导致氧化并导致腐蚀。 钝化过程从彻底清洁开始，并最大限度地减少由于表面污染物引起的任何问题的可能性。

如前所述，不锈钢由铁、碳和铬以外的许多元素组成。 在材料选择过程中，您需要非常小心并考虑所有组件的影响。

考虑碳含量的例子以更好地理解它。 所有的钢都含有一些碳，数量决定了物理性能。 通常，更多的碳意味着更高的抗拉强度和硬度。 但是，这也意味着延展性低，加工难度大。 铬具有类似的作用，主要负责钢的腐蚀相关特性。

不锈钢钝化不会改变成分，因此不会降低金属的可加工性。 相反，它利用合金中现有的铬来最大限度地防止腐蚀并提高整体耐用性。

如果你看一下这个过程，从表面上看会很简单。 但是，您需要知道这个过程非常重要，任何事故都可能给您带来很多问题。 不锈钢经常用于许多敏感应用，任何加工问题都会很快变得成本太高且资源密集，无法妥善解决。

因此，确保钝化过程完美无缺非常重要。   

简而言之，钢铁钝化是一个三步过程。 首先要确保没有污染物，然后你可以通过不同的化学物质促进保护层的形成，最后测试结果。 下面是整个过程的简要概述。

第一步是确保钢部件表面没有任何污染物。 为此，碱性脱脂剂或表面清洁剂是最佳选择，因为它温和且能有效去除异物，如油粒、化学品和其他碎屑。

下一步是用酸浴去除表面所有的铁痕迹。 为此，您可以选择使用两种不锈钢钝化剂。 第一选择是柠檬酸，第二选择硝酸，也可以与重铬酸钠一起使用。

柠檬酸钝化是启动钝化过程的一种经济高效且安全的方法。 它不排放任何有毒气体，不会对环境和操作人员造成威胁。 然而，柠檬酸不太受欢迎，因为它容易滋生霉菌等有机化合物。 最近的技术进步已将此问题降至最低，但问题仍然存在。

另一种替代方法是硝酸钝化，这是业界传统上流行的一种常见替代方法。 它提供更有效的分子分布并为您提供更多耐用性。 然而，这些质量是以处理时间为代价的。 此外，硝酸属于危险品，会产生对环境有害的有毒烟雾。

为了解决处理时间慢的问题，您可以选择将硝酸与重铬酸钠结合使用。 但是，请记住，这样做会进一步增强毒性并给您带来更多问题。

无论哪种方法，您都可以选择。 浸泡会导致不锈钢钝化，从而在表面周围形成保护层，使您的钢部件在很长一段时间内免受污染和腐蚀。

最后，一旦钝化过程完成，最后的过程就是简单地进行适当的测试以确保您做的是正确的工作。 整个行业有许多流行的标准，正确的标准取决于您的应用程序、位置和目标行业等因素。  

以下是不锈钢零件钝化整个过程的分步分解：

尽管不锈钢钝化需要一个简单的过程，但仍有一些最佳实践和需要避免的事情。 遵循它们可以帮助您始终如一地获得最佳结果。 下面简要介绍一下钝化过程的关键注意事项。

与所有合金一样，不锈钢也有不同的等级，具有不同的机械性能和整体应用。 根据构成合金元素和整体成分，不锈钢分为 3 大类。

3个等级是：

各种应用中最常见的不锈钢等级。 这种合金成分含有 16% 至 30% 的铬百分比和一些镍，这意味着它可以长时间提供显着的防腐蚀保护。 此外，奥氏体级不锈钢是非磁性的，不能进行热处理，这意味着其机械强度受到限制。

不锈钢的铁素体合金也具有高铬含量。 范围在 10% 到 30% 左右，但该合金还含有很大比例的碳，其上限为 20%。 就像以前的等级一样，铁素体钢不适合 热处理 以及。 此外，适用于奥氏体等级的冷轧等其他方法不适用于铁素体钢。

这是一种多功能等级，具有磁性、可热处理，适用于许多篡改和老化过程。 然而，这些品质是以牺牲整体耐腐蚀性能为代价的，因为马氏体不锈钢的铬含量在 12% 到 17% 之间。

确保始终如一的质量和可靠性的最佳方法之一是遵循行业中的普遍标准。 除了特定的公司标准外，大多数全球参与者都遵循 ASTM 或 AMS 不锈钢钝化标准。  

ASTM International 是一个在全球范围内运作的标准机构，拥有超过 14,000 项材料规格、流程和测试标准。 以下标准与不锈钢的检测和钝化工艺相关性较大。  

航空航天材料规范 (AMS) 是另一个主要处理工艺、材料和标准的标准机构 航空航天应用. 然而，由于所有航空航天应用都使用最好的材料和工艺，因此使用 AMS 标准 可以帮助您保持可靠性。

以下两个标准适用于不锈钢：

钝化工艺需要一定的设备，可以帮助您优化清洗、漂洗、钝化、最后再次漂洗4步工艺。 您可以为过程选择以下设备类型。  

手动钝化系统非常适合空间有限的区域。 通常，小零件和样品在此设备类别中被钝化。  

一个看起来像流水线的集成系统。 您有足够的空间进行所有钝化步骤和安全功能，例如罐内流动、硝酸法排气等等。 该设备类也是手动的。

顾名思义，自动钝化系统的运行原理相同，但在整个过程中无需人工干预。

使用气动装置搅动零件并提供卓越清洁性能的半自动或自动设备。 更适合您需要最耐用和最长寿命的高度敏感应用。

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不是。酸洗和钝化是两个不同的过程。 在焊接部件中，酸洗工艺可去除不锈钢部件表面的所有碎屑、焊剂和其他污染物，为钝化做好准备。 酸洗不能保护钢材免受腐蚀，它只能清洁表面以形成钝化层并开始其工作。

没有 100% 防腐蚀这样的东西。 然而，由于钝化工艺，不锈钢部件的使用寿命特别长。 保护性铬层虽然很薄，但可以提供持久的保护，您甚至可以通过定期维护金属部件并保护其免受氧化剂的侵害来延长保护时间。  

不，钝化是不锈钢零件必不可少的工序。 如果没有这个过程，您的零件将在很短的时间内容易受到腐蚀的攻击。