Способ пассивирования поверхности легированных сталей Советский патент 1992 года по МПК C25D11/00 

Изобретение 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 приобретает пассивное состояние.

Основным недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает высокую коррозионную стойкость нержавеющих сталей в коррозионноактивных 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, потенциал по отношению к насыщенному каломельному электроду -0,15-1,0 В. При этом пассивируVI

О

ел

ю

ющий раствор не должен содержать ионы галоидов.

Недостатком этого способа является неудовлетворительная устойчивость пассивного состояния сталей в растворах серной кислоты и невозможность применения способа для повышения коррозионной 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%-ной перекиси водорода 1 г серной кислоты в 1000 мл воды при 20-60°С и выдерживают не менее 30 мин. В результате такой обработки на поверхности стали образуется пассивирующая пленка оксида трехвалентного жепеза, содержащая хром в соотношении Cr/Fe 0,5-8,0.

Однако данный способ не обеспечивает устойчивого пассивного состояния сталей в еысокоагрессивных 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.

Пример 1. Образец хромистой стали марки 0,8х17Т размерами 100x15x2,5 мм,

предварительно зачищенный до чистоты поверхности v 8 и обезжиренный ацетон , помещают в трехэлектродну(о 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.

0 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 сушитель5 ный шкаф, где выдерживают при 150°С в течение 1 ч.

После охлаждения до комнатной температуры образец вынимают из шкафа и помещают в стакан с водным 2%-ным раствором

0 соляной кислоты при 20°С так, чтобы он был погружен в раствор на 3-4 см.

Испытания показали, что в результате пассивирования сталь 08х17Т сохраняет весьма высокую коррозионную стойкость в

5 2%-ной соляной кислоте в течение 13 сут.

Пример 2. Условия опыта те же. что и в примере 1 (силикатный модуль раствора 3.9. концентрация едкого натра 100 г/л). Температура раствора 80°С. Потенциал

0 поляризации - 1,05 В, продолжительность обработки 60 мин. Темпераутура термообработки 190°С в течение 1,5 ч. В результате пассивирования сталь в 2%-ном растворе соляной кислоты сохраняет высокую корро5 зионную 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 - 1,05 В. В результате пас0 сивирования сталь сохраняет высокую коррозионную стойкость в 5%-ном растворе соляной кислоты в течение 21 сут.

Результаты осуществления изобретения приведены в таблице. Данные по стой5 кости образцов стали 08х17Т приведены для 2%-ного раствор соляной кислоты, а стали 15х25Т - для 5%-ного раствора соляной кислоты. Устойчивость в течение менее 24 ч характеризуется знаком минус.

0

Формула изобретений Способ пассирования поверхности легированных сталей, включающий обработку поверхности в силикатном щелочном рас5 творе и последующую термическую обработку, отличающийся тем. что, с целью повышения устойчивости пассивного состояния сталей в растворах неокислительных кислот и сохранения его в течение длительного времени, обработку поверхности сталей в силикатном щелочном растворе осуществляют электрохимически при потенциале (-0,95) - (-1,05)8 относительно хлорсеребряного электрода сравнения, силикатном 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.

Изобретение относится к способам защиты металлов от коррозии и касается способов пассивирования поверхности легированных сталей для повышения их коррозионной стойкости в растворах неокисли- тельных 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