Surface Passivering Behandelingsmethode van legering op nikkelgebaseerde legering
Op nikkel gebaseerde legering is een warmtebestendige legering met nikkel als basismateriaal (het gehalte is over het algemeen groter dan 50%), die hoge sterkte en goede tolerantie en gascorrosieweerstand heeft in het bereik van 650-1000 graad. Gemeenschappelijke nikkelgebaseerde legeringen omvatten Monel-legering, inconellegering, Hastelloy-legering, enz. Nikkelgebaseerde legeringen worden vaak gebruikt bij de productie van hoge temperatuuronderdelen op luchtvaart, kernreactoren en energie-conversieapparatuur vanwege hun uitstekende corrosieweerstand. In sommige industrieën, zoals nucleaire reactoren en heroping van verbruikte brandstof, wanneer sterke fluorinerende middelen (zoals F2, HF) worden geïntroduceerd, zullen legeringen gebaseerde legeringen nog steeds worden gecorrodeerd, wat resulteert in problemen zoals verminderde mechanische sterkte van de legering.
Op nikkel gebaseerde legeringen zullen hun dienstverlening bereiken nadat ze zijn gebruikt in een sterke fluorinerende agentomgeving gedurende een bepaalde periode. Daarom moeten in sommige industrieën, zoals de nucleaire industrie, op nikkel gebaseerde legeringsmaterialen continu worden vervangen. Momenteel is de technologie voor corrosie van op nikkel gebaseerde legeringen om een laag "bevroren wand" op het oppervlak te produceren voor bescherming. De bevroren muur verwijst naar een beschermende voering gevormd door zouten van bepaalde specifieke composities. De omstandigheden voor de vorming van de vriespuur zijn echter erg hard, en het temperatuurverschil tussen de binnenwand en de buitenkant van de op nikkel gebaseerde legering moet strikt worden gecontroleerd; En tijdens het gebruik van de op nikkel gebaseerde legering, is het moeilijk om de dynamische toestand van de vrieswand te handhaven.
Er is echter geen passiveringstechnologie gevonden die de op nikkel gebaseerde legering kan resistent zijn tegen sterke fluorinerende middelen.
Oppervlaktebehandelingsmethode van legering op basis van nikkel
Het technische probleem dat moet worden opgelost door de onderhavige uitvinding, is om het defect te overwinnen dat de huidige nikkelgebaseerde legering is gecorrodeerd in de omgeving van sterke fluorinerende middelen en een oppervlaktepassiveringsmethode biedt voor nikkelgebaseerde legeringen. Met behulp van de door de onderhavige uitvinding geleverde oppervlaktepassiveringsbehandelingsmethode wordt een dichte passiveringslaag gevormd op het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legering, die voorkomt dat de alloeg wordt gecorrodeerd door sterke corrosieve gassen zoals fluorgas, verbetert de corrosieweerstand van het nikkelgebaseerde legeringsmateriaal en de levensduur van de legering.
Daarom biedt de onderhavige uitvinding een methode voor het passiveren van oppervlakte-passivering voor legeringen op basis van nikkel, die de volgende stappen omvat: voorbehandeling en het drogen van de op nikkel gebaseerde legering en vervolgens het uitvoeren van oppervlaktepassiveringsbehandeling met een fluor-argon gemengd gas; De oppervlakte -passiveringsbehandeling is verdeeld in vier fasen:
1: het verwarmen van de op nikkel gebaseerde legering tot 100 graden -150 graad en het water verder verwijderen in het reactiesysteem;
2: De op nikkel gebaseerde legering tot 350 graden -550 graad blijven verwarmen, zoals 400 graden -500, zodat het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legering langzaam een passiveringslaag produceert;
3: De op nikkel gebaseerde legering op de temperatuur aan het einde van de tweede fase verwarming houden gedurende 3H -6 H, zoals 4H -5 H, en verder een stabiele passiveringslaag op het oppervlak van de nikkelgebaseerde legering produceren;
4: Koeling van de op nikkel gebaseerde legering tot kamertemperatuur, en de bovenstaande koeling is bij voorkeur natuurlijke koeling, zodat de gevormde passiveringslaag niet is gebroken. Elke fase van de bovenstaande oppervlaktestapsiveringsbehandeling wordt uitgevoerd onder de toestand van het passeren van een fluor-argon gemengd gas.
In de onderhavige uitvinding is de bovengenoemde voorbehandeling de voorbehandeling die conventioneel wordt verwezen in de kunst, die in het algemeen is voor de behandeling van onzuiverheden op het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legering, bij voorkeur een of meer schuurpapier, zure schoonmaak en waterwassing; Het bovengenoemde zuur is bij voorkeur een gemengde oplossing van NaCl en HNO3; De concentratie van de bovengenoemde HNO3 is bij voorkeur 0. 5mol\/l ~ 1,5 mol\/l, meer voorkeur 1mol\/l; Het massapercentage van de bovengenoemde NaCl is bij voorkeur 5%.
In de onderhavige uitvinding kunnen de bovengenoemde droogmethode en -omstandigheden verwijzen naar de conventionele droogmethode en omstandigheden in de kunst. De onderhavige uitvinding gebruikt bij voorkeur een explosie-drogene oven of een vacuümdrogendoven, de bovengenoemde droogtemperatuur is bij voorkeur 90 graden ~ 110 graden en de bovengenoemde droogtijd is bij voorkeur 1H ~ 10H om het water op het oppervlak van de nikkelgebaseerde legering te reinigen.
Volgens gezond verstand in de kunst, zullen er in het reactiesysteem van de oppervlakte-passiveringsbehandeling van de onderhavige uitvinding geen onzuiverheden zijn die kunnen reageren met nikkelgebaseerde legeringen of gemengd gas van fluor-argon, zoals water of zuurstof; bij voorkeur, vóór de behandeling van het oppervlak, wordt een zeldzaam gas gebruikt om de onzuiverheden in het reactiesysteem te wissen met verwijzing naar de conventionele methode in de kunst; Het bovengenoemde zeldzame gas is een zeldzaam gas dat conventioneel wordt gebruikt in de kunst, in het algemeen verwijzend naar een gas dat niet reageert tijdens de passiveringsbehandeling van het oppervlak, bij voorkeur argon.
In de onderhavige uitvinding, in het bovengenoemde fluor-argon gemengd gas, is de volumefractie van fluorgas bij voorkeur 5% tot 30%, zoals 10% tot 20%.
In the present invention, in the above-mentioned stages, the flow rate of the fluorine-argon mixed gas is preferably 0.01L\/min to 0.1L\/min, such as 0.05L\/min; In andere fasen is de stroomsnelheid van het fluorine-argon gemengde gas bij voorkeur 0. 0 1l\/min tot 0. 3l\/min, zoals 0. 1l\/min tot 0}. 2l\/min; In de bovengenoemde derde fase is de stroomsnelheid van het fluor-argon gemengde gas bij voorkeur 0. 0 1l\/min tot 0. 2L\/min, zoals 0,1l\/min; In de bovengenoemde vierde fase is de stroomsnelheid van het gemengde gasgas van fluor-argon bij voorkeur 0,01 l\/min tot 0,1l\/min, zoals 0,05 l\/min.
De methode voor de behandeling van het oppervlakte-passiveringsbehandeling van de door de onderhavige uitvinding gebaseerde legering is geschikt voor verschillende onderdelen gemaakt van nikkelgebaseerde legeringen, zoals reactietanks, pijpen en schroeven, enz., Maar is daar niet beperkt; De door de onderhavige uitvinding verstrekte oppervlakte-passiveringsbehandelingsmethode is ook geschikt voor verschillende vormen van nikkelgebaseerde legeringen, zoals verschillende platen, kabels en pijpen van op nikkel gebaseerde legeringen, enz.
Zonder het gezond verstand in de kunst te schenden, kunnen de bovengenoemde voorkeursvoorwaarden willekeurig worden gecombineerd om de voorkeursgevallen van de onderhavige uitvinding te verkrijgen.
De reagentia en grondstoffen die in de onderhavige uitvinding worden gebruikt, zijn allemaal commercieel verkrijgbaar.
Het positieve en progressieve effect van de onderhavige uitvinding is dat de oppervlaktepassiveringsbehandelingsmethode van de nikkelgebaseerde legering die door de onderhavige uitvinding wordt geleverd, wordt geselecteerd om een gouden passiveringslaag op het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legering te verkrijgen; De passiveringslaag heeft een goede hechting, is uniform en dicht en kan bestand zijn tegen sterk corrosieve gassen zoals fluorgas en waterstoffluoride bij kamertemperatuur tot 600 graden, waardoor de corrosieweerstand van het nikkelgebaseerde legeringsmateriaal wordt verhoogd en dus de levensduur van het nikkelgebaseerde legeringsmateriaal wordt verlengd.
Specifieke implementatiemethoden
De onderstaande uitvinding wordt verder geïllustreerd door middel van voorbeelden hieronder, maar de onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de reikwijdte van de bovengenoemde voorbeelden. De experimentele methoden waarvoor de specifieke voorwaarden niet worden gespecificeerd in de volgende voorbeelden worden geselecteerd op basis van conventionele methoden en voorwaarden, of volgens de productinstructies.
Voorbeeld
De op nikkel gebaseerde legeringsreactietank is ingelegeerd met een 0. 5mol\/lhno 3-5%NaCl-oplossing, vervolgens gewassen met water, en vervolgens in een 90 graden ontploffingsovens geplaatst om gedurende 1 uur te drogen. Gebruik een hoog zuivere argon om het gas in de reactor te vervangen en een passiveringsbehandeling uit te voeren op de op nikkel gebaseerde legeringsreactor volgens het volgende passiveringsbehandelingsschema 1.
Passiveringsbehandelingsschema 1 is als volgt:
1: Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactor tot 1 0 0 graden en introduceer een 30% F2\/AR gemengd gas met een stroomsnelheid van 0,01 l\/min gedurende deze periode;
2: Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactor van 1 0 0 graad tot 350 graden, en introduceer een 30% F2\/AR gemengd gas met een stroomsnelheid van 0,2 l\/min gedurende deze periode;
3: Houd de op nikkel gebaseerde legeringsreactor op een constante temperatuur van 35 0 diploma voor 3H en introduceer een 30% F2\/AR gemengd gas met een stroomsnelheid van 0,1l\/min gedurende deze periode;
4: Koel de op nikkel gebaseerde legeringsreactor op natuurlijke wijze van 35 {0 tot kamertemperatuur en introduceer een 30% F2\/AR gemengd gas met een stroomsnelheid van 0,01 l\/min gedurende deze periode.
Na passivering vormde het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank een uniforme en dichte gouden passiveringslaag. De reactietank werd geplaatst in een KF-ZRF 4- UF4 gesmolten zoutsysteem en fluorgas werd geïntroduceerd na 500 graden voor fluoratiereactie. Als gevolg hiervan scheiden de passiveringslaag niet van het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legering en was de reactietank niet gecorrodeerd.
Voorbeeld 2
De op nikkel gebaseerde legeringsreactietank werd ingelegeerd met 1. 0 mol\/l hno 3-5% NaCl-oplossing, vervolgens gewassen met water en vervolgens in een 100 graden explosie drogen oven gedurende 5 uur geplaatst. Het gas in de reactor werd vervangen door argongas met veel zuiverheid en de nikkelgebaseerde legeringsreactietank werd gepassiveerd volgens het volgende passiveringsbehandelingsschema 2.
Passiveringsbehandelingsschema 2 is als volgt:
1: Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank tot 13 0 graad, waarbij een fluorgasvolumefractie van 20% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,05 l\/min;
2: Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank van 1 0 0 graad tot 400 graden, waarbij een fluorgasvolumefractie van 20% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,1l\/min;
3: Houd de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank op een constante temperatuur van 4 0 0 graden gedurende 6 uur, waarbij een fluorgasvolumefractie van 20% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,2 l\/min;
4: Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank van 4 0 0 graden tot kamertemperatuur, waarbij een fluorgasvolumefractie van 20% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,05 l\/min.
Na passivering vormde het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank een uniforme en dichte gouden passiveringslaag. De reactietank werd gebruikt in de Flinak-Zrf 4- UF4 gesmolten zoutsysteem en fluorgas werd geïntroduceerd na 550 graden voor fluoratiereactie. Als gevolg hiervan scheiden de passiveringslaag niet van het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legering en was de reactietank niet gecorrodeerd.
Voorbeeld 3
De op nikkel gebaseerde legeringsreactietank werd ingelegeerd met 1,5 mol\/lhno 3-5%NaCl-oplossing, vervolgens gewassen met water en vervolgens gedurende 10 uur in een vacuümdroogoven geplaatst bij 110 graden. Het gas in de reactor werd vervangen door argongas met veel zuiverheid en de nikkelgebaseerde legeringsreactietank werd gepassiveerd volgens het volgende passiveringsbehandelingsschema 3.
Passiveringsbehandelingsschema 3 is als volgt:
1; Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank tot 15 0 graad, waarbij een fluorgasvolumefractie van 5% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,1l\/min;
2; Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank van 15 0 diploma tot 500 graden, waarbij een fluorgasvolumefractie van 5% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,3 l\/min;
3; Houd de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank bij een constante temperatuur van 5 0 0 graden gedurende 5 uur, waarbij een fluorgasvolumefractie van 5% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,2 l\/min;
4; Koel natuurlijk de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank van 4 0 0 graden tot kamertemperatuur, waarbij een fluorgasvolumefractie van 5% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,1l\/min.
Na passivering vormde het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legeringsreactor een uniforme en dichte gouden passiveringslaag. De reactor werd gebruikt in het Flinak-UF4 gesmolten zoutsysteem en fluorgas werd geïntroduceerd na 550 graden voor fluoratiereactie. Dientengevolge was de passiveringslaag niet gescheiden van het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legering en was de reactor niet gecorrodeerd.
Voorbeeld 4
De op nikkel gebaseerde legeringsreactor werd gepolijst met schuurpapier en vervolgens gewassen met water en vervolgens 8 uur in een 100 graden explosie drogene oven geplaatst. Het gas in de reactor werd vervangen door argongas met veel zuiverheid en de op nikkel gebaseerde legeringsreactor werd gepassiveerd volgens het volgende schema 4.
Passiveringsbehandelingsschema 4 is als volgt
1; Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank tot 1 0 0 graad, waarbij een fluorgasvolumefractie van 10% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,1l\/min;
2: Verwarm de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank van 1 0 0 graad tot 550 graden, waarbij een fluorgasvolumefractie van 10% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,01l\/min;
3: Houd de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank bij een constante temperatuur van 55 0 graad gedurende 4H, waarbij een fluorgasvolumefractie van 10% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,01L\/min;
4: Koel van nature de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank van 55 0 graad tot kamertemperatuur, waarbij een fluorgasvolumefractie van 10% F2\/AR gemengd gas wordt geïntroduceerd met een stroomsnelheid van 0,05 l\/min.
Na passivering werd een uniforme en dichte gouden passiveringslaag gevormd op het oppervlak van de op nikkel gebaseerde legeringsreactietank. De reactietank werd gebruikt in een Flinak-THF 4- UF4 gesmolten zoutsysteem en fluorgas werd geïntroduceerd na 600 graden voor fluoratiereactie. Als gevolg hiervan scheiden de passiveringslaag niet van het op nikkel gebaseerde legeringsoppervlak en was de reactietank niet gecorrodeerd.
