PL220321B1 - Sposób elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnych - Google Patents
Sposób elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnychInfo
- Publication number
- PL220321B1 PL220321B1 PL401806A PL40180612A PL220321B1 PL 220321 B1 PL220321 B1 PL 220321B1 PL 401806 A PL401806 A PL 401806A PL 40180612 A PL40180612 A PL 40180612A PL 220321 B1 PL220321 B1 PL 220321B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- etching
- cathode
- sodium chloride
- electrolytic etching
- electrolytic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 title description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 28
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 14
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000276 potassium ferrocyanide Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(2+);hexacyanide Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnych. Wytrawiona powierzchnia wykorzystywana jest do różnych analiz materiałowych od obserwacji pod mikroskopem optycznym, po badania XRD. Dodatkowo procesy elektrochemiczne pozwalają lepiej kontrolować zachodzące zjawiska, niż w przypadku trawienia chemicznego.
Stosowane obecnie metody trawienia stali nierdzewnych oparte są o niebezpieczne i trujące substancje, takie jak: kwas azotowy V (HNO3), kwas solny (HCl), kwas siarkowy VI (H2SO4), kwas ortofosforowy (H3PO4) oraz żelazocyjanek potasu (K3F(CN)6). Jednym z popularniejszych roztworów trawiących stale nierdzewne jest np. odczynnik „Murakami” wraz z jego zmodyfikowanymi wersjami. Z uwagi na agresywność stosowanych tam składników roztworu, proces trawienia zgładów metalograficznych jest czynnością niebezpieczną i konieczne jest przestrzeganie restrykcyjnych przepisów BHP.
Znana jest metoda wytwarzania blach stalowych z ukierunkowaniem elektromagnetycznym (WO 201162086 (A1)), w której wykorzystywany jest chlorek sodu o stężeniu procentowym większym niż 10%. Znana jest także metoda usuwania tlenków żelaza z blachy stalowej (US 4129485 (A), w której wykorzystywany jest chlorek sodu w podwyższonej temperaturze (80-100°C). Również znana jest metoda usuwania nalotu na gorąco walcowanej stali (US 4711707 (A)), w której wykorzystywany jest w pierwszym etapie roztwór siarczanu sodu (5-20%) w procesie anodowym. W kolejnym etapie wykorzystywany jest roztwór chlorku sodu (5-20%) również procesie anodowym.
Według wynalazku sposób elektrolitycznego trawienia stali austenitycznych polega na tym, że próbkę podłącza się w elektrolizerze jako katodę i zanurza w elektrolicie o minimalnym stężeniu chlor3 ku sodu wynoszącym 0,03-0,085 mol/dm3. Rozstaw elektrod wynosi minimum 30 mm i rośnie wraz ze wzrostem stężenia molowego roztworu chlorku sodu.
Istotą wynalazku jest dobranie warunków prowadzenia procesu elektrolitycznego mających na celu wytrawienie powierzchni stali austenitycznej. Na fig. 1 przedstawiono schematycznie przebieg 3 procesu trawienia elektrolitycznego w roztworze chlorku sodu o stężeniu 0,03-0,085 mol/dm3. W wyniku działania podłączonego do elektrod napięcia zgodnie z przedstawionymi na fig. 1 ładunkami, jony chlorkowe (C1 “) przemieszczają się w kierunku anody, jony sodowe (Na+) przemieszczają się w kierunku katody. W wyniku zachodzących na katodzie reakcji redukcji, z tlenu i wody powstaje depolaryzator - jon wodorotlenowy (OH). W wyniku łączenia tegoż jonu z kationem sodu, przy powierzchni katody powstaje wodorotlenek sodu, który w odpowiednim stężeniu powoduje trawienie stali austenitycznych. W celu uzyskania trawienia elektrolitycznego, konieczne jest spełnienie warunków określających dopuszczalne parametry prowadzonego procesu.
Zaletą sposobu według wynalazku jest brak konieczności magazynowania, używania i utylizacji substancji niebezpiecznych wykorzystywanych do przygotowywania roztworów trawiących. Sposób pozwala na prowadzenie procesu przy niskich napięciach. Przepływające w układzie prądy są niskie, a co za tym idzie nie następuje wydzielanie dużej ilości ciepła powodującego parowanie roztworu podczas prowadzenia procesu. Reakcje utleniania (korozja wżerowa) zachodzące na anodzie powodują powstawanie wżerów korozyjnych od powierzchni w głąb materiału, a reakcje redukcji zachodzące na katodzie powodują trawienie granic ziaren w materiale katody.
Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładach wykonania na rysunkach, na których fig. 2 przedstawia powierzchnię materiału przed trawieniem elektrolitycznym, fig. 3 przedstawia efekt trawienia elektrolitycznego stali austenitycznej w roztworze chlorku sodu. Widoczne są wyraźne wytrawienia na powierzchni zewnętrznej i brak trawienia w dnie rysy, co wskazuje na kontrolowane tempo procesu. Figura 4 przedstawia skutki zjawisk korozyjnych na anodzie - wżery korozyjne wywołane jonami Cr. Brak stabilnego trawienia elektrolitycznego na katodzie przedstawiono na fig. 5. Widoczne są tam lokalnie intensywne procesy bez jednorodnego rozkładu na powierzchni elektrody.
W procesie trawienia elektrolitycznego za pomocą chlorku sodu (NaCl) należy trawioną powierzchnię odtłuścić i osuszyć za pomocą stężonego etanolu. Przygotowane w ten sposób elektrody (anodę i katodę) należy zamocować w statywie umożliwiającym kontrolę rozstawu elektrod oraz powierzchni zanurzenia każdej z elektrod. Do celów trawienia w roztworze chlorku sodu zastosowano takie same powierzchnie zanurzone w elektrolicie dla katody i anody. Rozstaw elektrod jest zależny 3 od stężenia roztworu chlorku sodu. W przypadku użycia roztworu o stężeniu 0,085 mol/dm3, należy ustawić rozstaw elektrod na 60 mm. W ramach prowadzonych badań wykorzystano próbki szlifowane wstępnie papierem ściernym 120, co powoduje występowanie rys na zarejestrowanych obrazach. Próbka, która ma zostać wytrawiona jest katodą, co wymaga podłączenia jej do bieguna ujemnego
PL 220 321 B1 źródła napięcia w elektrolizerze. Efekty trawienia elektrolitycznego w roztworze chlorku sodu przedstawiono na fig. 3. Widoczne są wyraźnie wytrawione granice ziaren oraz rysy pochodzące z procesu szlifowania próbek. Proces trawienia w roztworze chlorku sodu wynika z koncentracji jonów sodowych przy katodzie. Jednoczesna obecność jonów sodowych Na+ oraz depolaryzatora OH powstającego na katodzie powoduje powstanie zasady sodowej NaOH. Zarówno zasada sodowa jak i potasowa wykorzystywane są do elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnych (ASTM E407-07 Standard Practices for Microetching Metals and Alloys).
Na próbce podłączonej do bieguna dodatniego źródła napięcia zachodzi proces anodowania i przykład efektów działania tego procesu w postaci wżerów korozyjnych przedstawiono na fig. 4. Widoczne tu wżery korozyjne są efektem działania jonów chlorkowych, niszczących warstwę pasywną.
Trawienie należy prowadzić w zakresie napięć 0-30 V w zależności od rozstawu elektrod i materiału trawionego.
Claims (1)
- Sposób elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnych austenitycznych, znamienny tym, że próbkę podłącza się w elektrolizerze jako katodę i zanurza w elektrolicie o stężeniu chlorku sodu wy3 noszącym 0,03-0,085 mol/dm3, przy czym rozstaw elektrod wynosi minimum 30 mm i rośnie wraz ze wzrostem stężenia molowego roztworu chlorku sodu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401806A PL220321B1 (pl) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Sposób elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401806A PL220321B1 (pl) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Sposób elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL401806A1 PL401806A1 (pl) | 2014-06-09 |
| PL220321B1 true PL220321B1 (pl) | 2015-10-30 |
Family
ID=50846567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL401806A PL220321B1 (pl) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Sposób elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL220321B1 (pl) |
-
2012
- 2012-11-29 PL PL401806A patent/PL220321B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL401806A1 (pl) | 2014-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Finšgar et al. | Corrosion behaviour of stainless steels in aqueous solutions of methanesulfonic acid | |
| Yang et al. | In situ investigation of crevice corrosion on UNS S32101 duplex stainless steel in sodium chloride solution | |
| Ismail et al. | Effect of oxygen concentration on corrosion rate of carbon steel in seawater | |
| KR100650961B1 (ko) | 무질산 용액을 사용한 전해 산세척 방법 | |
| ES2220795T3 (es) | Procedimiento continuo de decapado electrolitico para productos metalicos, en el cual se utilizan celulas a las que se les suministra corriente alterna. | |
| ES2605452T3 (es) | Decapado de acero inoxidable en un baño ácido electrolítico oxidante | |
| JP4419905B2 (ja) | 電解リン酸塩化成処理方法 | |
| CN105908249A (zh) | 不锈钢/碳钢复合板金相组织的电解腐蚀方法 | |
| BR112019009702A2 (pt) | método para a eletrogalvanização de uma tira de aço não revestida com uma camada de revestimento | |
| BR112016018584A2 (pt) | processo de banho continuo de cromo trivalente | |
| Carrillo-Abad et al. | Recovery of zinc from spent pickling solutions using an electrochemical reactor in presence and absence of an anion-exchange membrane: Galvanostatic operation | |
| TWI496959B (zh) | Surface treatment of metallic materials and metal materials | |
| TW201510286A (zh) | 鋼材之電解除銹方法及其除銹產物 | |
| US20230059039A1 (en) | Ionic liquid for pickling stainless steel and method for pickling stainless steel by using same | |
| US20150203968A1 (en) | Method for treating metal surface | |
| Mogoda et al. | Corrosion inhibition of Ti‐6Al‐4V alloy in sulfuric and hydrochloric acid solutions using inorganic passivators | |
| PL220321B1 (pl) | Sposób elektrolitycznego trawienia stali nierdzewnych | |
| US20060266657A1 (en) | Electropolishing in organic solutions | |
| Carrillo-Abad et al. | Electrochemical recovery of zinc from the spent pickling baths coming from the hot dip galvanizing industry. Potentiostatic operation | |
| CN103014807A (zh) | 铝质材料表面硬化及防腐工艺 | |
| Mizuhata et al. | Removal of surface scale from titanium metal by etching with HF–HNO3 mixed acid | |
| JP6870389B2 (ja) | 金属材表面の酸化皮膜を除去する方法 | |
| Vaughan et al. | Corrosion of Ti-2 and Ti-7 relevant to nickel acid leach chemistry | |
| Kim et al. | The effect of oxygen and hydroxide ion on electrochemical leaching behavior of tin | |
| JP5757745B2 (ja) | ステンレス鋼帯の脱スケール用電解酸洗法 |