1. 檸檬酸-雙氧水-乙醇鈍化配方及工作條件

  不銹鋼檸檬酸鈍化工藝具有環(huán)保性、安全性、通用性，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。費(fèi)用低廉，完全符合可持續(xù)發(fā)展的要求，應(yīng)用前景廣闊，值得廣泛推廣。其配方及工藝條件見表6-6。

2. 鈍化膜的實(shí)驗(yàn)方法

  a. FeCl₃浸泡實(shí)驗(yàn)

  參照《不銹鋼三氯化鐵點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)方法》（GB/T 17897-999)，實(shí)驗(yàn)溫度為50℃,實(shí)驗(yàn)時(shí)間為1天，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于點(diǎn)蝕嚴(yán)重、均勻腐蝕不明顯的材料，其耐點(diǎn)蝕性可以用腐蝕速率（即單位面積、單位時(shí)間的失重）表示。

  腐蝕速率計(jì)算式為：υ=W₀-W₁ / S_t

   式中，υ為腐蝕速率，mg/(c㎡2·d);  W₀為實(shí)驗(yàn)前試樣的質(zhì)量，mg;  W₁為實(shí)驗(yàn)后試樣的質(zhì)量、mg;  S為試樣的總面積，c㎡;  t為試驗(yàn)時(shí)間，d.  腐蝕介質(zhì)為FeCl₃ 6%+HCl水溶液 0.05mol/L.

 b. 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)

  參照《不銹鋼點(diǎn)蝕電位測(cè)量方法》（GB/T 17899-1999)。溶液采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)溫度為30℃,使用CHI660B型電化學(xué)綜合測(cè)試儀、參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電極為鉑電極，掃描速率為1mV/s.將試樣（即工作電極）放入溶液中靜置10min后，測(cè)定其自腐蝕電位。再?gòu)淖愿g電位開始對(duì)試樣進(jìn)行陽(yáng)極極化，直至陽(yáng)極電流密度達(dá)到500μA/c㎡為止。以陽(yáng)極極化曲線上對(duì)應(yīng)電流密度為100μA/c㎡的電位中最正的電位值（符號(hào)為E'_b100)來(lái)表示點(diǎn)蝕電位。

3. 工藝流程

  砂紙打磨→水洗→超聲波清洗→水洗→酸洗→水洗→鈍化→水洗→干燥。

4.  耐點(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 a. 316L不銹鋼經(jīng)配方 1#檸檬酸鈍化后的耐點(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果

   ①. FeCl₃浸泡實(shí)驗(yàn)。

     316L不銹鋼經(jīng)FeCl₃浸泡實(shí)驗(yàn)表明，焊縫兩側(cè)氧化皮存在的區(qū)域（熱影響區(qū)）發(fā)生嚴(yán)重的點(diǎn)蝕，其他區(qū)域（包括母材區(qū)和焊縫區(qū)）則相對(duì)較為完好。

  ②. 電化學(xué)陽(yáng)極極化曲線實(shí)驗(yàn)

    對(duì)316L不銹鋼的母材區(qū)、熱影響區(qū)和焊縫區(qū)進(jìn)行電化學(xué)陽(yáng)極極化曲線的測(cè)量，具體的點(diǎn)蝕電位值見表6-7。

  由表6-7可見，316L不銹鋼不同部位耐蝕性能相差很大，母材區(qū)耐點(diǎn)蝕性能最佳，焊縫次之，熱影響區(qū)最差。經(jīng)檸檬酸鈍化后，母材區(qū)和熱影響區(qū)的耐點(diǎn)蝕性能大大提高，焊縫區(qū)的耐點(diǎn)蝕性能略有改善，從而提高了316L不銹鋼的整體耐點(diǎn)蝕性能。

b. 317不銹鋼經(jīng)配方 2#檸檬酸鈍化后的耐點(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 ①. 三氯化鐵浸泡實(shí)驗(yàn)

 采用正交試驗(yàn)法，結(jié)果見表6-8。

 通過(guò)正交試驗(yàn)，可得最優(yōu)方案為A₁B₁C₂D₃，腐蝕速率為5.1166mg/(c㎡·d),得到最佳鈍化配方2#, 無(wú)鈍化的空白實(shí)驗(yàn)的腐蝕速率為10.157mg/(c㎡·d)。最佳工藝鈍化耐點(diǎn)蝕性比未鈍化的提高了1倍左右。

 ②. 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)

  表6-9為317不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的極化曲線的重要參數(shù)數(shù)值。

 從表6-9可知，經(jīng)過(guò)最佳鈍化工藝鈍化后的317不銹鋼的自腐蝕電位和點(diǎn)蝕電位均比未進(jìn)行鈍化的317不銹鋼的大，且點(diǎn)蝕電位提高了1倍左右，即經(jīng)過(guò)最佳鈍化后的317不銹鋼的耐均勻腐蝕性得到了相應(yīng)的提高。

3. 奧氏體不銹鋼經(jīng)配方3#鈍化后的結(jié)果

 ①. 由于本配方只使用檬酸4%,不像其他配方使用氧化劑，鈍化后不銹鋼點(diǎn)蝕電位的重現(xiàn)性不是很好，必須在化學(xué)鈍化后進(jìn)行后處理，50%(體積分?jǐn)?shù)）硝酸后處理時(shí)間為10min,鈍化后不銹鋼的點(diǎn)蝕電位達(dá)到1095mV,耐點(diǎn)蝕性能很強(qiáng)。

 ②. 不銹鋼檸檬酸化學(xué)鈍化試樣的XPS分析。所用儀器是Phi5500型X射線光電子能譜儀，激發(fā)源為A1靶，功率為200W。表6-10是不銹鋼鈍化后表面和基體主要金屬元素的原子數(shù)分?jǐn)?shù)分布檢測(cè)結(jié)果。

  對(duì)表6-10進(jìn)行分析，可得出鈍化膜主要由金屬氧化物組成，F(xiàn)e和Cr的氧化物在表面鈍化膜中占的比例相當(dāng)。金屬Cr元素主要以Cr₂O₃的形式存在，同時(shí)還存在于CrO₃、CrO₂、CrOOH、Cr(OH)₃等結(jié)構(gòu)中。金屬Fe元素以Fe₃O₄的形式存在，同時(shí)還存在于FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeOOH等結(jié)構(gòu)中。

4. 304不銹鋼在配方 4#鈍化后的結(jié)果

 ①. FeCl₃浸泡實(shí)驗(yàn)

  為了得到優(yōu)越的耐點(diǎn)蝕性能，以便得到最佳鈍化配方及工藝，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到配方4#。實(shí)驗(yàn)溫度在40~60℃范圍內(nèi)對(duì)結(jié)果的影響較小，最佳的腐蝕失重僅為8.2mg/(cm2.d),而鈍化時(shí)間是影響耐蝕性好壞的最主要因素，鈍化時(shí)間為分鐘。

②. 極化曲線

  表6-11為304不銹鋼鈍化前后陽(yáng)極極化曲線參數(shù)。

 由表6-11可見，經(jīng)鈍化處理的304不銹鋼的耐腐蝕性明顯提高。點(diǎn)蝕電位是鈍化膜開始發(fā)生擊穿破壞的電位，是不銹鋼重要的電化學(xué)性能指標(biāo)，它直接決定著不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的好壞。

③. XPS分析

  處理后的鈍化膜中鐵的含量減少，鉻和鎳的含雖增加，氧的含量變化不大。由于表面鈍化膜中鉻、鎳元素含量明顯增加，從而提高了304不銹鋼的耐蝕性能。