導言：安捷誠系統分析講解不銹鋼鈍化防銹技術的發現，機制，工藝，過程，標準規范，注意事項，好處，以及市場優質的供應商。

什么是鈍化？ 根據ASTM A380，鈍化是“通過化學溶解從不銹鋼表面去除外源鐵或鐵化合物，最典型的方法是用酸溶液處理，以去除表面污染，但不會明顯影響不銹鋼本身。” 另外，它也將鈍化描述為“為了增強保護性鈍化膜的自發形成，用諸如硝酸溶液之類的弱氧化劑對不銹鋼進行化學處理”。總而言之，鈍化工藝去除了加工和制造過程中在不銹鋼表面殘留的“游離鐵”污染。 這些污染物是潛在的腐蝕部位，會導致過早腐蝕，如果不去除，最終會導致組件性能下降。 此外，鈍化過程有助于形成薄的透明氧化膜，從而保護不銹鋼免受選擇性氧化（腐蝕）。鈍化過程通常從徹底的清潔周期開始。 它去除了由于制造和加工過程而留下的油，油脂，形成化合物，潤滑劑，冷卻劑，切削液和其他不良有機和金屬殘留物。常規的脫脂和清潔可以通過多種方式完成，包括蒸汽脫脂，溶劑清潔和堿浸。

 

在物理化學和工程學中， 鈍化是指變得“被動”的材料，即受到未來使用環境的影響或腐蝕的程度較小。 鈍化涉及形成屏蔽材料的外層，該外層可作為微涂層使用，可以通過與基材的化學反應來形成，或者可以通過空氣中的自發氧化而形成。 作為一種技術，鈍化是使用保護性材料（例如金屬氧化物）的輕涂層來形成防腐蝕的外殼。 鈍化只能在某些條件下發生，并且用于微電子學中以增強硅 。 鈍化技術增強并保留了金屬的外觀。 在水的電化學處理中，鈍化會通過增加電路電阻來降低處理的效率，并且通常采用主動措施來克服這種影響，最常見的是極性反轉，這導致污垢層的排斥率受到限制。 避免電極鈍化的其他專有系統（以下將進行討論）是正在進行的研究和開發的主題。

 

當暴露于空氣中時，許多金屬自然會形成堅硬，相對惰性的表面，就像銀的銹蝕一樣。 對于其他金屬，例如鐵，則由松散附著的腐蝕產物形成有點粗糙的多孔涂層。 在這種情況下，將除去大量的金屬，這些金屬會沉積或溶解在環境中。 腐蝕涂層會根據賤金屬的種類及其環境不同程度地降低腐蝕速率，并且在室溫空氣中，對于鋁 ， 鉻 ， 鋅 ， 鈦和硅（ 準金屬 ）的腐蝕速度要特別慢； 腐蝕殼可抑制更深層的腐蝕，并作為鈍化的一種形式起作用。 惰性表面層稱為“天然氧化物層”，通常是氧化物或氮化物 ，對于貴金屬（例如鉑），其單層厚度為0.1-0.3 nm （1-3Å），約為1.5 nm（數年后，對于硅為15Å），對于鋁為接近5 nm（50Å）。

 

機制

確定控制氧化物層厚度隨時間增加的機理已引起人們極大的興趣。 一些重要因素是相對于母體金屬的體積的氧化物的體積，氧通過金屬氧化物擴散到母體金屬的機理以及氧化物的相對化學勢。 如果氧化物層是晶體，則微粒之間的邊界形成氧氣到達其下方未氧化金屬的重要途徑。 因此，缺乏晶界的氧化玻璃涂層可以阻止氧化。 鈍化的必要條件（但不充分）記錄在Pourbaix圖中 。 一些腐蝕抑制劑有助于在其所涂覆的金屬表面上形成鈍化層。 某些溶解在溶液中的化合物（ 鉻酸鹽 ， 鉬酸鹽 ）在金屬表面形成非反應性和低溶解度的薄膜。

 

發現

在1800年代中期， 克里斯蒂安·弗里德里希·舍恩貝因 （ Christian FriedrichSchönbein）發現，將一塊鐵放在稀硝酸中會溶解并產生氫 ，但是如果將鐵放在濃硝酸中然后又返回到稀硝酸中，則幾乎沒有。沒有反應發生。 Schönbein將第一個狀態命名為主動狀態，將第二個狀態命名為被動狀態。 如果無源熨斗被有源熨斗觸摸，它將再次變為有源。 1920年，拉爾夫·S·利利（Ralph S. Lillie）測量了一塊活動的鐵片碰到一根無源的鐵絲的效果，發現“一股激活波在整個長度上迅速掠過（每秒幾百厘米）”。

 

不銹鋼是耐腐蝕的，但并不完全不生銹。 耐腐蝕鋼的一種常見腐蝕方式是，表面上的小斑點開始生銹，因為晶界或嵌入的異物（例如磨屑 ）允許水分子氧化這些斑點中的某些鐵，盡管合金化了鉻 。 這稱為路由 。 某些等級的不銹鋼特別耐纏繞。 因此，根據工程決策，由它們制成的零件可以放棄任何鈍化步驟。 

 

在所有不同的規格和類型中，常見的步驟如下：在鈍化之前，必須清除對象上的所有污染物，并且通常必須進行驗證測試以證明表面“干凈”。 然后將對象放入滿足客戶和供應商之間指定的方法和類型的溫度和化學要求的酸性鈍化浴中。 （溫度范圍可以從環境溫度到60攝氏度或140華氏度，而最小鈍化時間通常是20到30分鐘）。 使用氫氧化鈉水溶液將零件中和，然后用清水沖洗并干燥。 使用濕氣，高溫，防銹劑（鹽霧）或這三者的某種組合來驗證被動表面。 但是， 馬氏體不銹鋼存在專有的鈍化工藝 ，很難鈍化，因為在典型的硝酸浴中，鈍化過程中會在機械加工零件的表面形成微觀的不連續性。 鈍化過程去除了外源鐵， 產生/恢復了防止進一步氧化（ 生銹 ）的鈍化氧化物層，并清除了灰塵，水垢或其他焊接產生的化合物（例如氧化物）的零件。 

鈍化過程通常由行業標準控制，其中最普遍的是當今的ASTM A 967和AMS2700。這些行業標準通常列出了可以使用的幾種鈍化過程，并由客戶和供應商選擇特定的方法。 “方法”可以是基于硝酸的鈍化浴，也可以是基于檸檬酸的浴，這些酸可去除表面的鐵和鐵銹，同時保留鉻。 每種方法下列出的各種“類型”是指酸浴溫度和濃度的差異。 在某些“類型”的基于硝酸的酸浴中，經常需要使用重鉻酸鈉作為氧化鉻的添加劑，但是該化學品具有劇毒。 對于檸檬酸，只需將零件沖洗和干燥，然后讓空氣將其氧化，或者在某些情況下使用其他化學藥品，即可對表面進行鈍化處理。

 

對于一些航空航天制造商來說，鈍化超過國家標準的產品時會有更多的準則和規定并不少見。 通常，這些要求將使用Nadcap或其他一些認證系統進行分類。 有多種測試方法可用于確定不銹鋼的鈍化（或鈍化狀態）。 驗證零件無源性的最常見方法是一段時間內高濕度和高熱量的某種組合，旨在引起生銹。 電化學測試儀也可用于商業驗證鈍化。