astm-a967-01e1-不锈钢部件化学钝化处理的标准规范

不锈钢部件化学钝化处理的标准规范1.1.1.1.范围1.1该规范包含了不同种类的不锈钢不见化学钝化处理的方法。它包含对不锈钢不见进行除锈，清洗及钝化处理的优点和注意事项。它列明了一些可替换用的测试方法保证对不锈钢部件的此类处理的有效性，并且这些方法都是符合相关标准的。1.2实践A380中全面讨论了对不锈钢部件表面进行机械处理和化学处理的实验。1.3为不锈钢部件钝化定义了一些可供选择的化学处理方法。附录X1给出了一些非强制性信息，提供了对于不同级别的不锈钢如何正确选择钝化处理方法的一般指导，但是没有提出对特殊适应性或适应分类的级别，处理及规则的正确性提出参考建议。1.4该规范提及的测试方法是为了证明钝化的有效性，特别是对于处理多余的铁和其他氧化物质时的有效性。这些测试方法包括：1.4.1实验A-水浸测试1.4.2实验B-高湿度测试1.4.3实验C-喷盐测试1.4.4实验D-硫酸铜测试1.4.5实验E-铁氰化钾硝酸盐测试1.4.6实验F-铁离子测试1.5测试值的标准单位为英寸/磅。括弧里的SI单位仅提供参考。1.6以下注意事项的警告只针对测试方法部分，即该规范的14-18章节：该标准并不旨在提出所有的安全问题，如果有的话，与其使用相关。该标准的使用者有责任建立安全健康的实验并在使用前确定规则限制的适用性。2.2.2.2.相关文献2.1美国材料试验学会标准：A380对不锈钢部件，设备和ASTM年度图书卷01.03.中材料的清洗，除锈及去钝化的实验B117对ASTM年度图书卷03.02.中材料进行喷盐（雾化）的实验C254对不锈钢材料（ASTM年度图书卷02.05.中材料）编制及电镀的实验2.2联邦的规范标准：QQ-P-35C耐腐蚀钢材的钝化处理方法3.3.3.3.术语3.1该标准特定的术语定义-在该标准规范中定义常用的术语passivation是必要的（详见讨论）。3.1.1讨论-如果不锈钢暴露在空气或潮湿的环境下产生了防钝化膜，它会自动钝化。外界表面污染物的存在，包括灰尘，油脂，游离铁等等物质可能会干涉钝化层的形成。清洗这些污染物会同时使不锈钢钝化，因为有氧化物质接触不锈钢的表面。可形成氧化生锈环境的化学处理方法也会使不锈钢表面的钝化层扩大。3.1.1.1在该规范中，除非有特殊的定义，否则钝化即定义为使用温和氧化物的化学方法处理不锈钢的过程，例如硝酸盐溶液。该处理方法目的在于去除游离铁及其他异物，但不会去除不锈钢上的热色调和氧化铁皮。假如为了提高不锈钢的切削加工性而多加了硫元素，钝化时需要去除表面的硫化物以确保最大限度的提高耐腐蚀性。3.1.1.2在空气或其他氧化环境下，当不锈钢表面没有氧化铁皮和外源物质时其表面容易产生防钝化层，更通俗的说法就是钝化。3.1.1.3化学处理方法，例如使用重铬酸钠溶液，更容易使没有氧化铁皮和外源物质的不锈钢表面快速形成钝化层。此处理方法（在常用方法中有时也被称作钝化）在该标准规范中叫做后清洗处理方法，用于区别与化学处理方法去除不锈钢表面游离铁的能力。3.1.1.4利用化学方法去除比锈钢表面的热色调或氧化铁皮和溶解不锈钢的能力叫做酸浸。酸浸本质上比3.1.1.1中定义的钝化方法更加强势。酸浸处理过的不锈钢表面没有氧化铁皮、游离铁和其他外源物质，也不像3.1.1.1中钝化时需要分别处理。3.1.1.2中的钝化过程不需要进一步的化学处理，但是如果使用了3.1.1.3中的后清洗处理方法会提高效率。3.1.1.5电化学处理方法，包括利用电解和电镀的方法去除不锈钢表面的热色调或氧化铁皮层和溶解不锈钢。使用该方法钝化比3.1.1.1中定义的方法更有效。通过这些方法处理过的不锈钢表面没有氧化铁皮、游离铁和其他外源物质，也不像3.1.1.1中钝化时需要分别处理。3.1.1.2中的钝化过程不需要进一步的化学处理，但是如果使用了3.1.1.3中的后清洗处理方法会提高效率。关于化学处理方法的表述包括电化学处理方法，除非有其他特别的说明。4.4.4.4.订购须知4.1购买者负责指定适应特定材料的实验方法。该标准是美国联邦标准规范QQ-P-35C的代替标准。该标准是否适合使用由购买者决定。4.2除非由购买者特别说明，适用于不锈钢部件的化学处理方法必须从上述钝化处理方法中选择。5.5.5.5.材料及钝化处理的准备5.1钝化处理应使用下列一种或几种方法。对某一特定级别的不锈钢的特定处理方法的有效性由其结果符合测试要求的程度来说明：5.1.1硝酸法5.1.2柠檬酸法5.1.3其他化学处理方法，包括电化学处理方法5.1.4中和法，以及5.1.5后清洗发5.2材料：5.2.1用于钝化处理的化学物质必须能产生符合该标准中一种或多种要求的钝化表层。根据测试用不锈钢的大小和数量，注意所选化学物质的计量、浓度、纯净度及化学反应的温度。5.2.2操作员必须记录钝化溶液的浓度和温度以此证明处理每批不锈钢都需要特定的钝化环境。该记录用于消费者购买不锈钢时检测产品使用。操作者禁止泄漏专利化学混合物的精确成份，但是必须对混合物质做唯一的区别标记以便下次使用时精确无误。5.2.3操作者负责安全处理化学处理过程中产生的所有物质。5.3钝化处理的准备5.3.1钝化处理前的预处理方法和过程，包括除锈和酸浸的机械和化学处理方法是否单独使用或者两者结合使用，必须符合实验A380的要求。如果需要电化学清洗，必须按照实验B254的方法进行。5.3.2初加工过的不锈钢表面无油渍、油脂、锈斑、斑点及其他异物。5.3.3包括酸浸在内的对不锈钢进行的最后的表面处理，检测前不需要进行进一步的钝化处理，除非购买者有特殊的要求。6.6.6.6.硝酸溶液处理法6.1钝化处理6.1.1在规定的时间特定的温度下，将不锈钢部件浸泡在以下水溶液中。6.1.1.1硝酸溶液1-该溶液中含有20-25%（容积百分比）的硝酸溶液和2.5+0.5%（重量百分比）的重铬酸钠。在120-130华氏度（49-54摄氏度）的温度下，将不锈钢部件至少浸泡20分钟的时间。6.1.1.2硝酸溶液2-该溶液含有20-45%（容积百分比）的硝酸溶液。在70-90华氏度（21-32摄氏度）的温度下，将不锈钢部件至少浸泡30分钟的时间。6.1.1.3硝酸溶液3-该溶液含有20-25%（容积百分比）的硝酸溶液。在120-140华氏度（49-60摄氏度）的温度下，将不锈钢部件至少浸泡20分钟的时间。6.1.1.4硝酸溶液4-该溶液含有45-55%（容积百分比）的硝酸溶液。在120-130华氏度（49-54摄氏度）的温度下，将不锈钢部件至少浸泡30分钟的时间。6.1.1.5硝酸溶液5-其他温度，时间和不同浓度硝酸的组合，不管该溶液中有没有其他例如催化剂、抑制剂或合适的溶液等等的化学物质，只要可以生成符合测试要求的不锈钢部件的溶液都可以。6.2清水漂洗-从钝化溶液中去除不锈钢部件后立即进行全面的清洗。可在静止的水中清洗，可在流动的水中清洗，也可进行喷洗，或者几种方法结合起来清洗。清洗时也可使用单独的化学方法来中和（详见9.1）钝化媒介。最后的漂洗液固体含量最多为200%。7.7.7.7.柠檬酸溶液处理法7.1钝化处理方法7.1.1在规定的时间特定的温度下，将不锈钢部件浸泡在以下水溶液中。7.1.1.1柠檬酸溶液1-该溶液中含有4-10%（重量百分比）的柠檬酸溶液。在140-160华氏度（60-71摄氏度）的温度下，将不锈钢部件至少浸泡4分钟的时间。7.1.1.2柠檬酸溶液2-该溶液中含有4-10%（重量百分比）的柠檬酸溶液。在120-140华氏度（49-60摄氏度）的温度下，将不锈钢部件至少浸泡10分钟的时间。7.1.1.3柠檬酸溶液3-该溶液中含有4-10%（重量百分比）的柠檬酸溶液。在70-120华氏度（21-49摄氏度）的温度下，将不锈钢部件至少浸泡20分钟的时间。7.1.1.4柠檬酸溶液4-其他温度，时间和不同浓度柠檬酸溶液的组合，不管该溶液中有没有其他例如催化剂、抑制剂或合适的溶液等等的化学物质用于提高清洗效率，只要可以生成符合测试要求的不锈钢部件的溶液都可以。7.1.1.5柠檬酸溶液5-其他温度，时间和不同浓度柠檬酸溶液的组合，不管该溶液中有没有其他例如催化剂、抑制剂或合适的溶液等等的化学物质用于提高清洗效率，只要可以生成符合测试要求的不锈钢部件的溶液都可以。浸泡溶液的PH值在1.8-2.2之间。7.2清水漂洗-从钝化溶液中去除不锈钢部件后立即进行全面的清洗。可在静止的水中清洗，可在流动的水中清洗，也可进行喷洗，或者几种方法结合起来清洗。清洗时也可使用单独的化学方法来中和（详见9.2）钝化媒介。最后的漂洗液固体含量最多为200%。8.8.8.8.包括电化学处理方法在内的其他化学溶液处理方法8.1众所周知去除不锈钢表面的外源物质，包括去除游离铁，可通过不同的媒介来实现，利用合适的技艺和方法、适合的钝化媒介还可得到益处。电解时，该处理方法从外部对不锈钢部件供电。符合该标准的此类钝化处理方法是否适用取决于反应后的部件是否符合测试的要求。8.2不锈钢部件要求在水溶液中进行处理，不管是否从外部供电，也必须在规定的温度范围内进行处理以此保证处理过的不锈钢部件符合测试的要求。8.3清水漂洗-从钝化溶液中去除不锈钢部件后立即进行全面的清洗。可在静止的水中清洗，可在流动的水中清洗，也可进行喷洗，或者几种方法结合起来清洗。清洗时也可使用单独的化学方法来中和（详见9.2）钝化媒介。最后的漂洗液固体含量最多为200%。9.9.9.9.中和反应处理方法9.1清洗不锈钢部件后，其表面的钝化介质应停止化学反应，无论是否需要进行独立的中和反应处理。9.2中和反应的步骤是否合适取决于反应后的部件是否符合测试的要求。（详见备注1）备注1-中和反应的媒介和步骤的选择取决于钝化化学和处于经济适用的考虑。例如一个中和反应过程须在160-180华氏度（71-82摄氏度）的温度下，5%的氢氧化钠溶液里至少进行30分钟的时间，然后再进行清水漂洗。10.10.10.10.后清洗处理方法10.1尽管不锈钢在空气或其他氧化环境下会自行形成钝化层，有具体要求时，操作者应该采用能加快化学清洗处理过的不锈钢表面形成钝化层的化学处理方法。例如能加快钝化层的形成但是不能去除不锈钢表面游离铁的媒介的溶液应该是重铬酸钠溶液。10.2如果用户要求，按照6.2，7.2,或8.3要求的方法进行最后漂洗后的一小时以内，所有铁素体和马氏体钢部件必须浸泡在含有4-6%（重量百分比）重铬酸钠溶液的水溶液中，温度控制在140-160华氏度（60-71摄氏度），至少浸泡30分钟。然后根据6.2,7.2或8.3条的要求进行漂洗。最后使不锈钢部件充分干燥。10.3购买者会具体要求其他的后清洗处理方法。11.11.11.11.完成11.1钝化反应后的部件需呈现出干净的表面，用肉眼看无腐蚀，无凹痕，有光泽。12.12.12.12.检测机构12.1如果用户要求，购买者有权进行检验并决定检测机构是否有能力操作具体指定的实验。13.13.13.13.批次，测试频率和实验方法的选择13.1批次的定义-一批必须包含以下一种钝化部件，由操作者自行选择：13.1.1含有类似合金和生产工艺并在同一天或同一时间段内进行预处理和钝化处理后钝化部件可确保钝化处理结果的一致性。13.1.2同一产品同一规格同一装运期的钝化部件。13.1.3涉及几种部件时，必须是经过了整个生产流程的不锈钢才能成为钝化部件。13.2除非购买协议具体说明需要测试的次数，每批测试一次就足够了。13.3购买协议需具体说明，每批不锈钢部件都要进行以下一种或几种测试实验。不是所有的测试方法都适合不同级别的不锈钢。（详见备注2。）13.3.1实验A-水浸测试13.3.2实验B-高湿度测试13.3.3实验C-喷盐测试13.3.4实验D-硫酸铜测试13.3.5实验E-铁氰化钾硝酸盐测试备注2-不锈钢表面没有游离铁存在，有些实验也会产生阳极反应。一些合金含量少的马氏体或铁素体的不锈钢进行实验C时会产生上述的结果。14.14.14.14.实验A-A-A-A-水