Способ пассивирования поверхности легированных сталей

 

Изобретение относится к способам защиты металлов от коррозии и касается способов пассивирования поверхности легированных сталей для повышения их коррозионной стойкости в растворах неокислительных кислот. Цель изобретения - повышение устойчивости пассивного состояния сталей в растворах неокислительных кислот и сохранение его в течение длительного времени. Для этого поверхность легированных сталей подвергают электрохимической обработке в силикатном щелочном растворе с силикатным модулем 3-3,9:1 и концентрацией едкого натра 50-100 г/л при потенциале (-0,95) - (-1,05)В (относительно хлорсеребряного электрода сравнения ) с последующей термической обработкой при 150-190°С в течение 1,0- 1,5 ч в воздушной атмосфере. При этом достигается продолжительности устойчивого состояния легированных сталей в 2-5%-ных растворах соляной кислоты до 7-24 сут (в зависимости от марки легированной стали). 1 табл. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

tst)s С 25 0 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4239021/63 (22) 29,04.87 (46) 15.01.92. Бюл. ¹ 2 (71) Институт общей и неорганической химии АН АрмССР (72) В.Н. Овчиян, С.Е. Агабабян, Л.М. Аванесова и А. P. Оганесян (53) 620. 197.5(088. 8) (56) Патент США N. 4194929. кл. С 23 F 7/10, 1980.

Патент Японии ¹ 49-13703, кл. С 23 F 9/02, 1974.

Патент США N4518440,,кл,,С 23 F 7/04, ° 1985, Патент США N 3798074, кл. С 23 F 7/00, 1974. (54) СПОСОБ ПАССИВИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к способам защиты металлов от коррозии и касается способов пассивирования поверхности леИзобретение относится к защите металлов от коррозии и касается способов пассивирования поверхости легированных сталей для повышения их коррозионной стойкости в растворах неокислительных кислот, в частности соляной кислоты.

Известен способ пассирсвания поверхности нержавеющей стали в фосфатном или оксалатном растворах в условиях ее катодной поляризации либо от внешнего источника тока, либо от предварительно внедренных (вдавленных) в поверхность нержавеющей стали частиц железа. После полного растворения частиц железа поверхность стали приобрета т пассивное состояние.

Я2,1705419 А1 гированных сталей для повышения их коррозионной стойкости в растворах неокислительных кислот, Цель изобретения повышение устойчивости пассивного состояния сталей в растворах неокислительHых кислот и сохранение его в течение длительного времени. Для этого поверхность легированных сталей подвергают электрохимической обработке в силикатном щелочном растворе с силикатным модулем 3-3,9:1 и концентрацией едкого натра 50-100 г/л при потенциале (-0,95) — (-1,05)В (относительно хлорсеребряного электрода сравнения) с последующей термической обработкой при 150 —.190 С в течение 1,0—

1,5 ч в воздушной атмосфере. При этом достигается продолжительност устойчивого состояния легированных сталей в 2 — 5 -ных растворах соляной кислоты до 7-24 сут (в зависимости от марки легированной стали).

1 табл.

Основным недостатком этог0 способа является то, что он не обеспечивает в. сокую коррозионную стойкость нержавеющих сталей в корроэионноактивных растворах кислот.

Известен также способ обработки поверхности нержавеющей стали, не содержащей молибдена.

Согласно этому способу сталь подвергают анодному пассивированию в 5 — 10%-ной серной, азотной, фосфорной или борной кислоте. в которые добавляють 0,1 — 10 г/л молибденовой кислоты или ее соли. Температура обработки 25 — 50 С, потен циал по отношению к насыщенному каломельному электроду -0,15 — 1,0 В. При этом пассивиру1705419

Формула изобретения

Способ пассирования поверхности легированных сталей, включающий обработку поверхности в силикатном щелочном растворе и последующую термическую обрв55 ботку, отл и ча ю щийс я тем, что, с целью повышения устойчивости пассивного состояния сталей в растворах неокислительных

Пример 1. Образец хромистой стали кислот и сохранения его в течение длительмарки 0,8х17Т размерами 100х15х2,5 мм, ного времени, обработку поверхности стающий раствор не должен содержать ионы галопдов.

Недостатком этого способа является неудовлетворительная устойчивость пассивного состояния сталей в растворах серной кислоты и невозможность применения способа для повышения корроэионной стойкости нержавеющих сталей в более агрессивных кислотных растворах.

Известен также способ пассивирования поверхности нержавеющей стали, согласно которому нержавеющую сталь подвергают последовательно термической обработке в газовой окислительной среде, а затем в разбавленном кислом растворе. Сталь выдерживают при 204 — 676 С в паровой атмосфере в течение 3 ч и в воздушной атмосфере в течение 2 ч. Далее сталь обрабатывают в растворе, содержащем 25 г щавелевой кислоты, 13 г 30;.ь-ной перекиси водорода 1 r серной кислоты в 1000 мл воды при 20-60 С и выдерживают не менее 30 мин. B результате такой обработки на поверхности стали образуется пассивирующвя пленка оксида трехвалентного железа. содержащая хром в соотношении Сг/Fe - 0,5 — 8,0.

Однако данный способ не обеспечивает устойчивого пассивного состояния сталей в высокоагрессивн ых растворах неокислительных минеральных кислот.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ обработки поверхности металлов для получения защитного покрытия, включающий обработку поверхности стали в силикатном щелочном растворе и последующую термическую обработку при температуре свыше 200 С в течение от 2 с до 4 ч, Недостатком этого способа является то. что при его осуществлении не удается получить защитного покрытия, достаточно устойчивого в растворах неокислительных кислот.

Цель изобретения — повышение устойчивости пассивного состояния сталей в растворах неокислительных кислот и сохранение его в течение длительного времени.

Поставленная цель достигается благодаря тому. что поверхность легированных сталей вначале подвергают электрохимической обработке в силикатном щелочном растворе с силикатным модулем 3 — 3,9;1 и концентрацией едкого натра 50 — 100 г/л при потенциале -0,95 — 1,05 В и затем подвергают термической обработке при 150-190 С в течение 1,0-1,5 ч.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

50 предварительно зачищенный до чистоты поверхности г 8 и обезжиренный ацетон помещают в трехэлектроднуго электрохимическую ячейку, содержащую силикатный щелочной раствор с силикатным модулем 3 и концентрацией едкого натра 50 г/л. Температура раствора 70 С, Вспомогательным электродом служит никелевая пластина, а электродом — хлорсеребряный электрод, На образец подают потенциал — 0,95 В в течение 30 мин с помощью потенциостата

П-582 7М. Затем образец извлекают из ячейки, промывают дистиллированной водой, высушивают и помещают в сушительный шкаф. где выдерживают при 150 С в течение 1 ч.

После охлаждения до комнатной температуры образец вынимают иэ шкафа и помещают в стакан с водным 2 }ь-ным раствором соляной кислоты при 20 С так, чтобы он был погружен в раствор на 3-4 см.

Испытания показали, что в результате пвссивироввния сталь 08х17Т сохраняет весьмв высокую коррозионную стойкость в

27ь-ной соляной кислоте в течение 13 сут, П риме р 2, Условия опыта те же. что и в примере 1 (силикатный модуль раствора

3.9, концентрация едкого нвтрв 100 г/л).

Температура раствора 80 С. Потенциал поляризации — 1,05 В, продолжительность обработки 60 мин. Темпервутура термообработки 190 С в течение 1,5 ч. В результате пвссивирования сталь в 2}I,-ном растворе соляной кислоты сохраняет высокую коррозионную стойкость в течение 12 сут.

Пример 3. Условия опыта те же, что и в примере 1. Был использован образец стали марки 15х25Т. Потенциал поляризации составляет — l,05 B. В результате пассивирования сталь сохраняет высокую коррозионную стойкость в 57ь-ном растворе соляной кислоты в течение 21 сут, Результаты осуществления изобретения приведены в таблице, Данные по стойкостиобразцовстали08х17Т приведены для

2 }ь-ного раствор соляной кислоты, а стали

15x25T — для 57,-ного раствора соляной кислоты. Устойчивость в течение менее 24 ч характеризуется знаком "минус".

1705419 ликатном модуле раствора 3-3,9:1 и концентрации едкого натра 50 — 100 г/л, а последующую термическую обработку ведут при

150 — 190 С в течение 1,0 — 1,5 ч, лей в силикатном щелочном растворе осуществляют электрохимически при потенциале (-0,95) — (-1,05)B относительно хлорсеребряного электрода сравнения, сиПример, ЬОФ

Элект охимическая об аботка

Те мооб аботка

Марка стали

Температура, ОС

Силикатный модуль

Температура, ОС

Время, Конценмин трация

NaOH, г/л

Потенциал,В

Время, ч

10-13

7 — 20

17-2

23-2

Составитель В. Забелин

Редактор М. Кобылянская Техред M.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

2

4

6

8

11

08х17Т

08х17Т

08х17Т

08х17Т

08х17Т

08х17Т

08х17Т

08х17Т

15х25Т

15х25Т

15х25Т

15х25Т

-0.95

-1,05

-1,00

-0.90

-1,00

-1,00

-1.00

-1,00

-l.05

-0,95

-1.00

-1,00

ЗО

ЗО

ЗО

3

3,9

3,5

3.9

3.5

3

3,9

3,0

3,5

3,5

190

1,5

1,5

1

1

0,5

1

1,5

0,5

Длительность сохранения пассивнога состояния, сут