Oberflächenpassivierungsbehandlungsmethode einer Nickelbasis-Legierung
Eine Legierung auf Nickelbasis ist eine hitzebeständige Legierung mit Nickel als Grundmaterial (der Gehalt ist im Allgemeinen größer als 50%), das eine hohe Festigkeit und eine gute Toleranz- und Gaskorrosionsbeständigkeit im Bereich von 650-1000 -Angrad aufweist. Zu den häufigen Nickel-Basis-Legierungen gehören Monel-Legierung, Inconel-Legierung, Hastelloy-Legierung usw. Nickelbasierte Legierungen werden häufig zur Herstellung von Hochtemperaturteilen für Luftfahrt, Kernreaktoren und Energieumwandlungsgeräte aufgrund ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit verwendet. In einigen Branchen, wie Kernreaktoren und der Wiederaufbereitung des Kraftstoffs, werden jedoch immer noch korrodiert, wenn starke fluorinierende Wirkstoffe (wie F2, HF) eingeführt werden, was zu Problemen wie einer verringerten mechanischen Stärke der Legierung führt.
Nickelbasierte Legierungen werden ihre Lebensdauer erreichen, nachdem sie für einen bestimmten Zeitraum in einer starken Fluorinierungsmittelumgebung eingesetzt wurden. Daher müssen in einigen Branchen wie der Nuklearindustrie nickelbasierte Legierungsmaterialien kontinuierlich ersetzt werden. Derzeit besteht die Technologie zur Korrosion von Legierungen auf Nickelbasis darin, eine Schicht aus "gefrorener Wand" auf ihrer Oberfläche zum Schutz zu erzeugen. Die gefrorene Wand bezieht sich auf eine schützende Auskleidung, die durch Salze bestimmter bestimmter Zusammensetzungen gebildet wird. Die Bedingungen für die Bildung der Gefriermauer sind jedoch sehr hart, und die Temperaturdifferenz zwischen der Innenwand und der Außenseite der Nickelbasis muss streng kontrolliert werden. Während der Verwendung der Nickel-Basis-Legierung ist es schwierig, den dynamischen Zustand der Gefriermauer aufrechtzuerhalten.
Es wurde jedoch keine Passivierungstechnologie festgestellt, die die Nickel-Basis-Legierung gegen starke fluorinierende Wirkstoffe ergeben kann.
Oberflächenbehandlungsmethode einer Legierung auf Nickelbasis
Das technische Problem, das von der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, besteht darin, den Defekt zu überwinden, den die derzeitige Nickel-basierte Legierung in der Umgebung starker fluorinierender Wirkstoffe korrodiert und eine Methode zur Behandlung von Oberflächenpassivierung für Nickelbasis-Legierungen bereitstellt. Unter Verwendung der durch die vorliegenden Erfindung bereitgestellten Oberflächenpassivierungsbehandlungsmethode wird auf der Oberfläche der Nickelbasis eine dichte Passivierungsschicht gebildet, die verhindert, dass die Legierung durch starke korrosive Gase wie Fluorgas korrodiert wird, verbessert den Korrosionsbeständigkeit des Nickel-Basis-Legierungsmaterials und verlängert das Dienstleistungsleben des Allogens.
Daher bietet die vorliegende Erfindung eine Methode zur Behandlung von Oberflächenpassivierung für Nickel-basierte Legierungen, die die folgenden Schritte umfasst: Vorbehandlung und Trocknen der Nickelbasis-Legierung und die Anschließung der Oberflächenpassivierungsbehandlung mit einem Fluor-Argon-gemischten Gas; Die Oberflächenpassivierungsbehandlung ist in vier Stufen unterteilt:
1: Erhitzen der Nickel-basierten Legierung auf 100 Grad -150 Grad und fährt das Wasser im Reaktionssystem weiter;
2: Die Nickel-basierte Legierung weiter auf 350 Grad -550 Grad wie bis zu 400 Grad -500. Damit die Oberfläche der Nickel-basierten Legierung langsam eine Passivierungsschicht erzeugt;
3: Halten Sie die Nickel-basierte Legierung am Ende der zweiten Stufe für 3H -6 H wie 4H -5 H und ferner eine stabile Passivierungsschicht auf der Oberfläche der Nickel-basierten Legierung weiter hervor;
4: Kühlung der Nickel-Basis auf Raumtemperatur, und die oben genannte Kühlung ist vorzugsweise eine natürliche Kühlung, so dass die gebildete Passivierungsschicht nicht gebrochen ist. Jede Stufe der oben genannten Oberflächenpassivierungsbehandlung wird unter dem Zustand eines Fluor-Argon-gemischten Gases durchgeführt.
In der vorliegenden Erfindung ist die oben genannte Vorbehandlung die vorhandene Vorbehandlung, auf die konventionell in der Kunst bezeichnet wird, die im Allgemeinen zur Behandlung von Verunreinigungen auf der Oberfläche der Legierung auf Nickelbasis, vorzugsweise eines oder mehreren Sandpapierpolierens, Säurereinigungen und Wasserwaschen dient. Die oben genannte Säure ist vorzugsweise eine gemischte Lösung von NaCl und HNO3; Die Konzentration des oben genannten HNO3 ist vorzugsweise 0. 5mol\/l ~ 1,5 mol\/l, vorzugsweise 1 mol\/l; Der Massenprozentsatz des oben genannten NaCl beträgt vorzugsweise 5%.
In der vorliegenden Erfindung können sich die oben genannte Trocknungsmethode und -bedingungen auf die herkömmliche Trocknungsmethode und -bedingungen in der Kunst beziehen. Die vorliegende Erfindung verwendet vorzugsweise einen Explosionstrocknungsofen oder einen Vakuumtrocknungsofen, die oben genannte Trocknungstemperatur beträgt vorzugsweise 90 Grad ~ 110 Grad, und die oben genannte Trocknungszeit beträgt vorzugsweise 1 Stunde ~ 10 Stunden, um das Wasser auf der Oberfläche der Nickel-Basis-Legierung zu reinigen.
Gemäß dem gesunden Menschenverstand in der Kunst gibt es im Reaktionssystem der Oberflächenpassivierungsbehandlung der vorliegenden Erfindung keine Verunreinigungen, die mit Nickelbasis Legierungen oder Fluor-Argon-gemischtem Gas wie Wasser oder Sauerstoff reagieren können. Vorzugsweise wird vor der Oberflächenpassivierungsbehandlung ein seltenes Gas verwendet, um die Verunreinigungen im Reaktionssystem in Bezug auf die konventionelle Methode in der Kunst zu löschen. Das oben genannte seltene Gas ist ein seltenes Gas, das konventionell in der Kunst verwendet wird und sich im Allgemeinen auf ein Gas bezieht, das während der Oberflächenpassivierungsbehandlung, vorzugsweise Argon, nicht reagiert.
Bei der vorliegenden Erfindung beträgt der Volumenanteil von Fluorgas vorzugsweise 5% bis 30%, z. B. 10% bis 20%.
In der vorliegenden Erfindung ist in den oben genannten Stadien die Durchflussrate des Fluor-Argon-gemischten Gas vorzugsweise 0. 0 1l\/min bis 0. 1l\/min, wie 0. In anderen Stadien ist die Durchflussrate des Fluor-Argon-gemischten Gas vorzugsweise 0. 0 1l\/min bis 0. 3l\/min, wie 0. 1l\/min bis {{0. 2l\/min; In der oben genannten dritten Stufe ist die Durchflussrate des Fluor-Argon-gemischten Gas vorzugsweise 0. 0 1l\/min bis 0. 2l\/min, wie 0,1L\/min; In der oben genannten vierten Stufe beträgt die Fluor-Argon-gemischte Gas vorzugsweise 0,01 l\/min bis 0,1 l\/min wie 0,05 l\/min.
Die Oberflächenpassivierungsbehandlungsmethode der von der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Legierung auf Nickelbasis eignet sich für verschiedene Teile aus Nickelbasis-Legierungen wie Reaktionstanks, Rohren und Schrauben usw., ist jedoch nicht begrenzt. Die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Methode zur Behandlung von Oberflächenpassivierung eignet sich auch für verschiedene Formen von Nickel-basierten Legierungen wie verschiedenen Platten, Kabeln und Rohren von Legierungen auf Nickelbasis usw.
Ohne gegen den gesunden Menschenverstand in der Kunst zu verstoßen, können die oben genannten bevorzugten Bedingungen willkürlich kombiniert werden, um die bevorzugten Fälle der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Reagenzien und Rohstoffe sind kommerziell erhältlich.
Der positive und fortschreitende Effekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die durch die vorliegenden Erfindung bereitgestellte Oberflächenpassivierungsbehandlungsmethode der Nickelbasis ausgewählt wird, um eine goldene Passivierungsschicht auf der Oberfläche der Nickel-basierten Legierung zu erhalten. Die Passivierungsschicht hat eine gute Haftung, ist einheitlich und dicht und kann stark ätzenden Gasen wie Fluorgas und Wasserstofffluorid bei Raumtemperatur bis 600 Grad standhalten, wodurch der Korrosionswiderstand des Nickel-Basis-Legierungsmaterials erhöht wird und damit die Lebensdauer des Nickel-Basis-Leichtmetallmaterials verlängert.
Spezifische Implementierungsmethoden
Die vorliegende Erfindung wird anhand von Beispielen nachstehend weiter veranschaulicht, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Umfang der oben genannten Beispiele beschränkt. Die experimentellen Methoden, für die die spezifischen Bedingungen in den folgenden Beispielen nicht angegeben sind, werden nicht gemäß herkömmlichen Methoden und Bedingungen oder gemäß den Produktanweisungen ausgewählt.
Beispiel
Der Nickel-basierte Leichtmetall-Reaktionstank wird mit einem 0. 5mol\/lhno 3-5%NaCl-Lösung eingelegt, dann mit Wasser gewaschen und dann in einen 90-Grad-Explosionstrocknungsofen zum Trocknen für 1 Stunden gelegt. Verwenden Sie hochreines Argon, um das Gas im Reaktor zu ersetzen, und führen Sie die Passivierungsbehandlung am Nickel-Legierungsreaktor gemäß dem folgenden Passivierungsbehandlungsschema 1 durch.
Das Passivierungsbehandlungsschema 1 lautet wie folgt:
1: Erhitzen Sie den Nickel-basierten Legierungsreaktor auf 1 0 0 Grad und führen Sie in diesem Zeitraum ein 30% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,01 l\/min ein.
2: Erhitzen Sie den Nickel-basierten Legierungsreaktor von 1 0 0 Grad auf 350 Grad und führen Sie in diesem Zeitraum ein 30% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,2 l\/min ein.
3: Halten Sie den Nickel-basierten Legierungsreaktor bei einer konstanten Temperatur von 35 0 Grad für 3H und führen Sie während dieses Zeitraums ein 30% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,1 l\/min ein;
4: Kühlen Sie den Nickel-basierten Legierungsreaktor auf natürliche Weise von 35 0 Grad bis Raumtemperatur und führen Sie während dieses Zeitraums ein 30% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,01 l\/min ein.
Nach der Passivierung bildete die Oberfläche des Legierungsreaktionstanks auf Nickelbasis eine gleichmäßige und dichte goldene Passivierungsschicht. Der Reaktionstank wurde in ein KF-ZRF 4- UF4-geschmolzenes Salzsystem gelegt und Fluorgas wurde zur Fluorierungsreaktion mit 500 Grad eingeführt. Infolgedessen trennte sich die Passivierungsschicht nicht von der Oberfläche der Nickel-basierten Legierung und der Reaktionstank war nicht korrodiert.
Beispiel 2
Der Nickel-basierte Legierungsreaktionstank wurde mit 1. 0 mol\/l hno 3-5% NaCl-Lösung eingelegt, dann mit Wasser gewaschen und dann 5 Stunden lang in einem 100-Grad-Trocknungsofen in einem 100-Grad-Trockenofen gegeben. Das Gas im Reaktor wurde durch hochreines Argongas ersetzt, und der Legierungsreaktionstank auf Nickelbasis wurde gemäß dem folgenden Passivierungsbehandlungsschema 2 passiviert.
Das Passivierungsbehandlungsschema 2 lautet wie folgt:
1: Erhitzen Sie den Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank auf 13 0 Grad, in dem ein Fluorgasvolumenanteil von 20% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,05 l\/min eingeführt wird;
2: Heizen Sie den Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank von 1 0 0 Grad auf 400 Grad, in dem ein Fluorgasvolumenfraktion von 20% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,1 l\/min eingeführt wird;
3: Halten Sie den Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank bei einer konstanten Temperatur von 4 0 0 Grad für 6 Stunden, bei der ein Fluorgasvolumenfraktion von 20% F2\/AR-Mischgas bei einer Durchflussrate von 0,2 l\/min eingeführt wird;
4: Erhitzen Sie den Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank von 4 0 0 Grad bis Raumtemperatur, bei dem ein Fluorgasvolumenanteil von 20% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,05 l\/min eingeführt wird.
Nach der Passivierung bildete die Oberfläche des Legierungsreaktionstanks auf Nickelbasis eine gleichmäßige und dichte goldene Passivierungsschicht. Der Reaktionstank wurde im Flinak-ZRF 4- UF4-geschmolzenes Salzsystem verwendet, und Fluorgas wurde zur Fluorierungsreaktion bei 550 Grad eingeführt. Infolgedessen trennte sich die Passivierungsschicht nicht von der Oberfläche der Nickel-basierten Legierung und der Reaktionstank war nicht korrodiert.
Beispiel 3
Der Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank wurde mit 1,5 mol\/lhno 3-5%NaCl-Lösung eingelegt, dann mit Wasser gewaschen und dann 10 Stunden in einem Vakuumtrocknungsofen bei 110 Grad gelegt. Das Gas im Reaktor wurde durch hochreines Argongas ersetzt, und der Legierungsreaktionstank auf Nickelbasis wurde gemäß dem folgenden Passivierungsbehandlungsschema 3 passiviert.
Das Passivierungsbehandlungsschema 3 lautet wie folgt:
1; Erhitzen Sie den Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank auf 15 0 Grad, in dem ein Fluorgasvolumenanteil von 5% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,1 l\/min eingeführt wird;
2; Erwärmen Sie den Nickel-basierten Legierungsreaktionstank von 15 0 Grad bis 500 Grad, in dem eine Fluorgasvolumenfraktion von 5% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,3 l\/min eingeführt wird;
3; Halten Sie den Nickel-basierten Legierungsreaktionstank bei einer konstanten Temperatur von 5 0 0 Grad für 5 Stunden, wobei eine Fluorgasvolumenfraktion von 5% F2\/AR-Mischgas bei einer Durchflussrate von 0,2 l\/min eingeführt wird;
4; Kühlen Sie natürlich den Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank von 4 0 0 Grad bis Raumtemperatur, bei dem ein Fluorgasvolumenanteil von 5% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,1 l\/min eingeführt wird.
Nach der Passivierung bildete die Oberfläche des Legierungsreaktors auf Nickelbasis eine gleichmäßige und dichte goldene Passivierungsschicht. Der Reaktor wurde im Flinak-UF4-Schmolzensalzsystem verwendet, und Fluorgas wurde bei 550 Grad zur Fluorierungsreaktion eingeführt. Infolgedessen trennte sich die Passivierungsschicht nicht von der Oberfläche der Nickel-basierten Legierung und der Reaktor war nicht korrodiert.
Beispiel 4
Der Nickel-Basis-Legierungsreaktor wurde mit Sandpapier poliert und dann mit Wasser gewaschen und dann 8 Stunden lang in einem 100-Grad-Trocknenofen gestellt. Das Gas im Reaktor wurde durch hochreines Argongas ersetzt, und der Legierungsreaktor auf Nickelbasis wurde gemäß dem folgenden Schema 4 passiviert.
Das Passivierungsbehandlungsschema 4 ist wie folgt
1; Heizen Sie den Nickel-basierten Legierungsreaktionstank auf 1 0 0 Grad, in dem ein Fluorgasvolumenanteil von 10% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,1 l\/min eingeführt wird;
2: Heizen Sie den Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank von 1 0 0 Grad bis 550 Grad, in dem ein Fluorgasvolumenfraktion von 10% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,01l\/min eingeführt wird;
3: Halten Sie den Nickel-Basis-Legierungsreaktionstank bei einer konstanten Temperatur von 55 0 Grad für 4H, bei der ein Fluorgasvolumenanteil von 10% F2\/AR-Mischgas bei einer Durchflussrate von 0,01l\/min eingeführt wird;
4: Kühlen Sie natürlich den Nickel-Legierungs-Reaktionstank von 55 0 Grad bis Raumtemperatur, bei dem ein Fluorgasvolumenfraktion von 10% F2\/AR-Mischgas mit einer Durchflussrate von 0,05 l\/min eingeführt wird.
Nach der Passivierung wurde eine gleichmäßige und dichte goldene Passivierungsschicht auf der Oberfläche des Legierungsreaktionstanks auf Nickelbasis gebildet. Der Reaktionstank wurde in einem Flinak-thf 4- UF4-geschmolzenes Salzsystem verwendet, und Fluorgas wurde zur Fluorinierungsreaktion mit 600 Grad eingeführt. Infolgedessen trennte sich die Passivierungsschicht nicht von der Legierungsfläche auf Nickelbasis und der Reaktionstank war nicht korrodiert.
