Overflatepassivasjonsbehandlingsmetode for nikkelbasert legering
Nikkelbasert legering er en varmebestandig legering med nikkel som basismateriale (innholdet er generelt større enn 50%), som har høy styrke og god toleranse og gasskorrosjonsmotstand i området 650-1000 grad. Vanlige nikkelbaserte legeringer inkluderer monellegering, Inconel-legering, Hastelloy-legering, etc. Nikkelbaserte legeringer brukes ofte i fremstilling av høye temperaturdeler på luftfart, kjernefysiske reaktorer og energikonverteringsutstyr på grunn av deres utmerkede korrosjonsmotstand. I noen bransjer, for eksempel atomreaktorer og brukt drivstoffbehandling, når det blir introdusert sterke fluorinerende midler (for eksempel F2, HF), vil nikkelbaserte legeringer fortsatt bli korrodert, noe som resulterer i problemer som redusert mekanisk styrke til legeringen.
Nikkelbaserte legeringer vil nå sin levetid etter å ha blitt brukt i et sterkt fluorinerende middelmiljø i en periode. Derfor, i noen bransjer, for eksempel atomindustrien, må nikkelbaserte legeringsmaterialer kontinuerlig erstattes. For tiden er teknologien for korrosjon av nikkelbaserte legeringer å produsere et lag med "frossen vegg" på overflaten for beskyttelse. Den frosne veggen refererer til et beskyttende fôr dannet av salter av visse spesifikke sammensetninger. Betingelsene for dannelsen av den frysende veggen er imidlertid veldig tøffe, og temperaturforskjellen mellom den indre veggen og utsiden av den nikkelbaserte legeringen må kontrolleres strengt; Og under bruken av den nikkelbaserte legeringen er det vanskelig å opprettholde den frysende veggen.
Imidlertid er det ikke funnet noen passiveringsteknologi som kan gjøre den nikkelbaserte legeringsmotstandende mot sterke fluorinerende midler.
Overflatebehandlingsmetode for nikkelbasert legering
Det tekniske problemet som skal løses av den foreliggende oppfinnelse er å overvinne mangelen på at den nåværende nikkelbaserte legeringen er korrodert i miljøet til sterke fluorinerende midler, og gir en overflate passiveringsbehandlingsmetode for nikkelbaserte legeringer. Ved bruk av overflatepassiveringsbehandlingsmetoden levert av den foreliggende oppfinnelse, dannes et tett passiveringslag på overflaten av den nikkelbaserte legeringen, som forhindrer legeringen i å bli korrodert av sterke etsende gasser som fluorgass, forbedrer korrosjonsmotstanden til den nikkelbaserte legeringsmaterialet, og forlater levetiden til den alle alle.
Derfor gir den foreliggende oppfinnelse en behandlingsmetode for overflate passivering for nikkelbaserte legeringer, som inkluderer følgende trinn: forhåndsbehandling og tørking av den nikkelbaserte legeringen, og deretter utføre overflatepassivasjonsbehandling med en fluor-argon blandet gass; Overflatepassivasjonsbehandlingen er delt inn i fire trinn:
1: Oppvarme den nikkelbaserte legeringen til 100 grader -150 grad, og fjerne vannet ytterligere i reaksjonssystemet;
2: Fortsetter å varme den nikkelbaserte legeringen til 350 grader -550 grad, for eksempel til 400 grader -500 grad, slik at overflaten til den nikkelbaserte legeringen sakte produserer et passiveringslag;
3: Hold den nikkelbaserte legeringen ved temperaturen på slutten av det andre trinnets oppvarming for 3H -6 H, for eksempel 4H -5 H, og videre produsere et stabilt passiveringslag på overflaten av den nikkelbaserte legeringen;
4: Avkjøling av den nikkelbaserte legeringen til romtemperatur, og den ovennevnte kjøling er fortrinnsvis naturlig avkjøling, slik at det dannede passiveringslaget ikke blir ødelagt. Hvert trinn i den ovennevnte overflatepassiveringsbehandlingen utføres under betingelse av å passere en blandet gass med fluor-Argon.
I den foreliggende oppfinnelse er den ovennevnte forbehandlingen som er konvensjonelt referert til i kunsten, som generelt er for behandling av urenheter på overflaten av den nikkelbaserte legeringen, helst en eller flere sandpapirpolering, syre rengjøring og vannvask; Den ovennevnte syren er fortrinnsvis en blandet løsning av NaCl og HNO3; Konsentrasjonen av ovennevnte HNO3 er fortrinnsvis 0. 5mol\/l ~ 1,5mol\/l, mer foretrukket 1Mol\/L; Masseprosenten av den ovennevnte NaCl er fortrinnsvis 5%.
I den foreliggende oppfinnelse kan den ovennevnte tørkemetoden og forholdene referere til den konvensjonelle tørkemetoden og forholdene i kunsten. Foreliggende oppfinnelse bruker fortrinnsvis en eksplosjonstørkingsovn eller en vakuumtørkingsovn, den ovennevnte tørketemperaturen er fortrinnsvis 90 grader ~ 110 grader, og den ovennevnte tørketiden er fortrinnsvis 1H ~ 10H for å rengjøre vannet på overflaten av den nikkelbaserte legeringen.
I henhold til sunn fornuft i kunsten, i reaksjonssystemet for overflatepassivasjonsbehandlingen av den foreliggende oppfinnelse, vil det ikke være noen urenheter som kan reagere med nikkelbaserte legeringer eller blandet gass med fluor-argon, som vann eller oksygen; Før overflatepassiveringsbehandlingen brukes en sjelden gass for å fjerne urenheter i reaksjonssystemet med henvisning til den konvensjonelle metoden i kunsten; Ovennevnte sjeldne gass er en sjelden gass som er konvensjonelt brukt i kunsten, som vanligvis refererer til en gass som ikke reagerer under overflatepassivasjonsbehandlingen, helst argon.
I den foreliggende oppfinnelse, i den ovennevnte blandede gassen, er volumfraksjonen av fluorgass fortrinnsvis 5% til 30%, for eksempel 10% til 20%.
I den foreliggende oppfinnelse, i de ovennevnte trinn, er strømningshastigheten til fluor-Argon blandet gass fortrinnsvis 0. 0 1L\/min til 0. 1L\/min, for eksempel 0. I andre trinn er strømningshastigheten for fluor-Argon blandet gass fortrinnsvis 0. 0 1L\/min til 0. 3L\/min, for eksempel 0. 1L\/min til 0. 2L\/min; I det ovennevnte tredje trinnet er strømningshastigheten til fluor-Argon blandet gass fortrinnsvis 0. 0 1L\/min til 0. 2L\/min, for eksempel 0.1L\/min; I det ovennevnte fjerde trinn er strømningshastigheten til fluor-Argon blandet gass fortrinnsvis 0,01L\/min til 0,1L\/min, for eksempel 0,05L\/min.
Overflatepassivasjonsbehandlingsmetoden til den nikkelbaserte legeringen levert av den foreliggende oppfinnelse er egnet for forskjellige deler laget av nikkelbaserte legeringer, for eksempel reaksjonstanker, rør og skruer osv., Men er ikke begrenset til dette; Overflatepassivasjonsbehandlingsmetoden levert av den foreliggende oppfinnelse er også egnet for forskjellige former for nikkelbaserte legeringer, for eksempel forskjellige plater, kabler og rør av nikkelbaserte legeringer, etc.
Uten å krenke sunn fornuft i kunsten, kan de ovennevnte foretrukne forhold kombineres vilkårlig for å oppnå de foretrukne tilfellene av den foreliggende oppfinnelse.
Reagensene og råstoffene som brukes i den foreliggende oppfinnelse er alle kommersielt tilgjengelige.
Den positive og progressive effekten av den foreliggende oppfinnelse er at overflatepassiveringsbehandlingsmetoden til den nikkelbaserte legeringen levert av den foreliggende oppfinnelse er valgt for å oppnå et gyldent passiveringslag på overflaten av den nikkelbaserte legeringen; Passivasjonslaget har god vedheft, er ensartet og tett, og tåler svært etsende gasser som fluorgass og hydrogenfluorid ved romtemperatur til 600 grader, og øker dermed korrosjonsmotstanden til det nikkelbaserte legeringsmaterialet og forlenger dermed levetiden til den nikkelbaserte legeringsmaterialet.
Spesifikke implementeringsmetoder
Foreliggende oppfinnelse illustreres videre ved hjelp av eksempler nedenfor, men den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til omfanget av de ovennevnte eksemplene. De eksperimentelle metodene som de spesifikke forholdene ikke er spesifisert i de følgende eksemplene, er valgt i henhold til konvensjonelle metoder og forhold, eller i henhold til produktinstruksjonene.
Eksempel
Den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken blir syltet med en 0. 5mol\/lhno 3-5%NaCl-løsning, deretter vasket med vann og deretter plassert i en 90 graders sprengningsovn for tørking i 1H. Bruk argon med høy renhet for å erstatte gassen i reaktoren, og utføre passiveringsbehandling på den nikkelbaserte legeringsreaktoren i henhold til følgende passiveringsbehandlingsskjema 1.
Passivasjonsbehandlingsskjema 1 er som følger:
1: Varm den nikkelbaserte legeringsreaktoren til 1 0 0 grad, og introduser en 30% F2\/AR blandet gass med en strømningshastighet på 0,01L\/min i løpet av denne perioden;
2: Varm den nikkelbaserte legeringsreaktoren fra 1 0 0 grad til 350 grader, og introduser en 30% F2\/AR blandet gass med en strømningshastighet på 0,2L\/min i løpet av denne perioden;
3: Hold den nikkelbaserte legeringsreaktoren med en konstant temperatur på 35 0 grad for 3H, og innfør en 30% F2\/AR blandet gass med en strømningshastighet på 0,1L\/min i løpet av denne perioden;
4: Avkjøl den nikkelbaserte legeringsreaktoren naturlig fra 35 0 grad til romtemperatur, og innfør en 30% F2\/AR blandet gass med en strømningshastighet på 0,01L\/min i løpet av denne perioden.
Etter passivering dannet overflaten av den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken et ensartet og tett gylden passiveringslag. Reaksjonstanken ble plassert i et KF-Zrf 4- UF4 smeltet saltsystem og fluorgass ble introdusert ved 500 grader for fluorineringsreaksjon. Som et resultat skilte passiveringslaget ikke fra overflaten til den nikkelbaserte legeringen, og reaksjonstanken ble ikke korrodert.
Eksempel 2
Den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken ble syltet med 1. 0 mol\/l hno 3-5% NaCl-løsning, deretter vasket med vann og deretter plassert i en 100 graders sprengningsovn i 5 timer. Gassen i reaktoren ble erstattet med argongass med høy renhet, og den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken ble passivert i henhold til følgende passiveringsbehandlingsskjema 2.
Passivasjonsbehandlingsskjema 2 er som følger:
1: Varm den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken til 13 0 grad, hvor en fluorgassvolumfraksjon på 20% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,05L\/min;
2: Varm den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken fra 1 0 0 grad til 400 grader, hvor en fluoringassvolumfraksjon på 20% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,1L\/min;
3: Hold den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken ved en konstant temperatur på 4 0 0 grad for 6H, hvor en fluorgassvolumfraksjon på 20% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,2L\/min;
4: Varm den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken fra 4 0 0 grad til romtemperatur, hvor en fluoringassvolumfraksjon på 20% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,05L\/min.
Etter passivering dannet overflaten av den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken et ensartet og tett gylden passiveringslag. Reaksjonstanken ble brukt i Flinak-Zrf 4- UF4 smeltet saltsystem, og fluorgass ble introdusert ved 550 grader for fluorineringsreaksjon. Som et resultat skilte passiveringslaget ikke fra overflaten til den nikkelbaserte legeringen, og reaksjonstanken ble ikke korrodert.
Eksempel 3
Den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken ble syltet med 1,5 mol\/lhno 3-5%NaCl-løsning, deretter vasket med vann og deretter plassert i en vakuumtørkende ovn ved 110 grader i 10 timer. Gassen i reaktoren ble erstattet med argongass med høy renhet, og den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken ble passivert i henhold til følgende passiveringsbehandlingsskjema 3.
Passivasjonsbehandlingsskjema 3 er som følger:
1; Varm den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken til 15 0 grad, hvor en fluoringassvolumfraksjon på 5% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,1L\/min;
2; Varm den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken fra 15 0 grader til 500 grader, hvor en fluorgassvolumfraksjon på 5% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,3L\/min;
3; Hold den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken ved en konstant temperatur på 5 0 0 grad for 5H, hvor en fluorgassvolumfraksjon på 5% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,2L\/min;
4; Avkjøl naturlig den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken fra 4 0 0 grad til romtemperatur, hvor en fluoringassvolumfraksjon på 5% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,1L\/min.
Etter passivering dannet overflaten til den nikkelbaserte legeringsreaktoren et ensartet og tett gylden passiveringslag. Reaktoren ble brukt i Flinak-UF4-smeltet saltsystem, og fluorkass ble introdusert ved 550 grader for fluoreringsreaksjon. Som et resultat skilte passiveringslaget ikke fra overflaten til den nikkelbaserte legeringen, og reaktoren ble ikke korrodert.
Eksempel 4
Den nikkelbaserte legeringsreaktoren ble polert med sandpapir og deretter vasket med vann, og deretter plassert i en 100 graders sprengningsovn i 8 timer. Gassen i reaktoren ble erstattet med argongass med høy renhet, og den nikkelbaserte legeringsreaktoren ble passivert i henhold til følgende skjema 4.
Passivasjonsbehandlingsskjema 4 er som følger
1; Varm den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken til 1 0 0 grad, hvor en fluorgassvolumfraksjon på 10% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,1L\/min;
2: Varm den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken fra 1 0 0 grader til 550 grader, hvor en fluorgassvolumfraksjon på 10% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,01L\/min;
3: Hold den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken ved en konstant temperatur på 55 0 grad for 4H, hvor en fluoringassvolumfraksjon på 10% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,01L\/min;
4: Naturlig avkjøl den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken fra 55 0 grad til romtemperatur, hvor en fluorgassvolumfraksjon på 10% F2\/AR blandet gass introduseres med en strømningshastighet på 0,05L\/min.
Etter passivering ble et ensartet og tett gylden passiveringslag dannet på overflaten av den nikkelbaserte legeringsreaksjonstanken. Reaksjonstanken ble brukt i et flinak-thf 4- UF4 smeltet saltsystem og fluorkass ble introdusert ved 600 grader for fluorineringsreaksjon. Som et resultat skilte passiveringslaget ikke fra den nikkelbaserte legeringsoverflaten, og reaksjonstanken ble ikke korrodert.
