В этой статье блога мы обсудим различные типы дефектов поверхности, которые способствуют неидеальному внешнему виду нержавеющей стали, а также способы исправления или предотвращения дефектов.

 

В этой статье блога вы узнаете:

  • Как различные дефекты поверхности могут повлиять на внешний вид нержавеющей стали.
  • Определите различные дефекты, часто встречающиеся на поверхностях из нержавеющей стали.
  • Как смягчить и устранить распространенные недостатки поверхности нержавеющей стали.
  • Устранение распространенных дефектов поверхности нержавеющей стали
  • Наиболее распространенные дефекты поверхности нержавеющей стали, которые трудно удалить, образуются в процессе изготовления. Для некоторых процессов поверхностные дефекты не представляют проблемы, но для процессов нанесения CVD-покрытий эти дефекты могут привести к проблемам качества покрытия, проблемам аналитических испытаний или загрязнению процесса.

 

К распространенным недостаткам поверхности нержавеющей стали относятся:

  • Вкрапления частиц железа
  • Сульфидные включения
  • Тепловая тонировка
  • Удары дуги Следы шлифовки
  • Брызги при сварке
  • Царапины
  • Органическое загрязнение
  • Электрополированная глазурь

 

Решения для улучшения или предотвращения проблем с поверхностью нержавеющей стали варьируются от:

  • Обработка кислотой
  • Экранирование инертным газом
  • Использование разумных методов очистки
  • Высокотемпературное окисление
  • Полировка
  • Установление строгих технических требований к электрополировке
  • Выявление и устранение распространенных дефектов нержавеющей стали

 

Давайте более подробно рассмотрим методы выявления и исправления некоторых наиболее распространенных дефектов, встречающихся в нержавеющей стали.

Вкрапления железа

Вкрапления железа — наиболее распространенный дефект поверхности, возникающий при изготовлении. Частицы железа в результате износа, а также шлифовальная пыль и искры при шлифовании углеродистой стали могут вгрызаться в поверхность нержавеющей стали и загрязнять ее. Железо также легко внедряется во время обработки и раскладки, если нержавеющая сталь не защищена от контакта с проволочными стропами, зажимами, раскладочными столами и валками. Вкрапления железа чаще всего встречаются в цехах, где изготавливаются детали из углеродистой стали, а также из нержавеющей стали. Именно поэтому нержавеющая сталь должна быть защищена от углеродистой стали и должна обрабатываться отдельно от углеродистой стали.

 

Частицы железа, внедренные в поверхность нержавеющей стали, вызывают ржавчину при воздействии влажной атмосферы и, если не принять меры, могут вызвать дополнительную точечную коррозию. Если детали заказчика имеют высокий риск вкрапления железа, рекомендуется провести простое испытание водой или более чувствительное испытание ферроксилом, как описано в стандарте ASTM A380, для обнаружения и удаления вкрапленного железа перед нанесением покрытия.

 

В случаях, когда изготовитель получает детали с железными вставками и обнаруживает незначительные пятна ржавчины после стандартного процесса подготовки поверхности, мы обычно применяем мягкую кислотную обработку для удаления пятен ржавчины, прежде чем подвергать детали нашему процессу нанесения барьерного покрытия CVD кремнием.

 

Для деталей, на которых наблюдается сильная ржавчина или большие участки ржавчины, мы рекомендуем использовать обработку травлением. Травление — это более агрессивная обработка, которая требует удаления поверхностных слоев с вкрапленными дефектами, может быть удалено до 25-40 мм металла подложки, и обычно выполняется в ванне с азотно-гидрофтористой кислотой. Травление должно выполняться квалифицированным поставщиком.

 

Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений

Сульфидные включения

Сульфидные включения, особенно включения сульфида марганца (MnS), считаются преобладающими местами возникновения ямной коррозии в нержавеющей стали. Марганец добавляется при производстве нержавеющей стали, чтобы облегчить ее обработку, но недавно было обнаружено, что во время охлаждения нержавеющей стали включения MnS высасывают атомы хрома из окружающей области, оставляя после себя область с дефицитом хрома. Эта область с дефицитом хрома становится слабым местом для возникновения коррозии (ямы) и ухудшает состояние поверхности стали.

 

Такие включения в нержавеющей стали трудно обнаружить невооруженным глазом, но они проявляются как темные пятна или струны под СЭМ (растровым электронным микроскопом). Эти места включений могут проявляться как локальные аномалии после нанесения покрытия, поскольку наше тонкое CVD-покрытие (субмикронное) часто подчеркивает недостатки подложки. Если не принять меры, эти места включений могут нарушить защитные свойства покрытия на этих локальных участках, так как эти слабые места служат местами возникновения ямной коррозии.

 

Для обеспечения наилучшего внешнего вида и эффективности покрытия рекомендует заказчику удалить любые включения до отправки деталей нам для нанесения покрытия. Для удаления включений рекомендуется кислотная обработка в азотной кислоте или термическая обработка стали, чтобы атомы Cr диффундировали из включения обратно в окружающую область.

 

Тепловой оттенок, дуговые разряды и сварочные брызги

Это все поверхностные дефекты, образующиеся в процессе сварки стали, и их легче избежать с помощью мер профилактики, чем с помощью процедур удаления.

Термический оттенок (также известный как обесцвечивание сварного шва) представляет собой более толстую, чем обычно, пленку оксида хрома на поверхности нержавеющей стали. Цвет пленки теплового оттенка варьируется от светло-коричневого до черного. На рисунке 4 выше показан типичный тепловой оттенок на сварной стороне, если нержавеющая сталь сваривается без защиты инертным газом.6 Поскольку на образование более толстой пленки расходуется больше хрома, поверхность под тепловым оттенком обедняется хромом и, следовательно, снижается присущая ей коррозионная стойкость.

 

Удары дуги и сварочные брызги создают небольшие точечные поверхностные дефекты, которые проникают через поверхностный оксидный слой и проникают в подложку стали. Они образуют участки, где может начаться коррозия.

 

Эти дефекты поверхности (тепловой оттенок, удары дуги и брызги при сварке) проявятся через покрытия, если их не устранить, и нарушат локальные антикоррозионные свойства покрытия в местах дефектов.

 

Полностью устранить дефекты, связанные со сваркой, дорого и сложно, поэтому лучшим способом их устранения является принятие профилактических мер, таких как применение правильных методов сварки, использование защитного инертного газа во время сварки и использование краски против брызг (обратите внимание на удаление краски после завершения сварки).

 

Органическое загрязнение

Процесс подготовки поверхности на основе щелочи предназначен для удаления любых масел, смазок и других органических остатков на поверхности нержавеющей стали перед нанесением CVD-покрытия. Щелочная очистка поверхности является высокоэффективным подходом для большинства деталей, но существуют и исключения.

 

Если органические остатки «вгрызаются» в стальную подложку, например, в результате пиролиза загрязнения ворсом, они обычно проявляются в виде черных пятен или пятен на поверхности. Ворс может происходить из хлопчатобумажных перчаток или хлопчатобумажной марли, используемых для обработки и очистки деталей перед сваркой. Пиролиз других углеводородов также может привести к образованию черных пятен. В этом случае обычно используется высокотемпературный процесс окисления для устранения углеродного загрязнения перед нанесением CVD-покрытия.

 

Царапины и другие физические повреждения

Технические специалисты проводят осмотр при получении деталей заказчика. Если на деталях по прибытии будут замечены царапины или физические повреждения, мы свяжемся с заказчиком, чтобы выяснить, является ли поцарапанная/поврежденная область критической для его конкретного применения, и либо продолжим обработку, либо вернем детали заказчику для замены, основываясь на отзывах заказчика.

Чтобы минимизировать повреждение поверхности, рекомендуется придерживаться строгой методики упаковки для предотвращения повреждений при транспортировке. Чтобы узнать больше о том, как предотвратить проблемы с упаковкой, прочитайте нашу статью в блоге об упаковке.

 

Электрополированные поверхности

Когда требуется превосходная отделка поверхности, иногда для достижения желаемого эстетического вида или оптимизации коррозионной стойкости металлических деталей применяется процесс окончательной электрополировки. Однако в процессе электрополировки есть определенные подводные камни, которых следует остерегаться, например, эффект, называемый «застыванием» электрополировки.

Больше информации о технических газах вы найдете здесь — https://idealgaz.ru/