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1、第28卷第4期材料热处理学报Vol.28No.42007年8月TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMENTAugust2007不锈钢表面高温热处理氧化皮的常温去除机理研究112朱立群,李敏伟,王辉(11北京航空航天大学材料学院,北京100083;21沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,辽宁沈阳110043)摘要:在高温使用环境或热处理中,不锈钢表面容易形成氧化皮,影响了不锈钢零件的应用。利用超声电化学方法去除不锈钢表面的高温热处理氧化皮,即在超声波的辅助作用下,电解不锈钢
2、表面氧化皮,并研究了电解和超声波对氧化皮去除作用规律。试验结果表明:辅以超声波作用的电化学技术可以在常温下快速去除不锈钢表面的高温热处理致密氧化皮,恢复了不锈钢的金属色泽表面。超声波不仅可以对不锈钢表面氧化皮产生力学效应,而且可以明显加快电化学阳极反应速率和氧化皮的脱落速度。关键词:不锈钢;电解;超声波;空化效应;氧化皮膜去除中图分类号:TB559;TG178文献标识码:A文章编号:100926264(2007)0420116206Studyofremovingmechanismofoxidefilmsonh
3、eat2treatedstainlesssteelatroomtemperature112ZHULi2qun,LIMin2wei,WANGHui(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China;2.ShenyangLimingAero2EngineGroupCorporation,Shenyang110043,China)Abstract:Ane
4、lectrochemicalmethodwiththeassistingofultrasoundwasemployedtoremoveoxidefilmsofheat2treatedstainlesssteelsurface.Theremovingmechanismofelectrolysisandultrasoundactingonoxidefilmswasalsoinvestigated.Theresultsshowthattheelectrochemicaltechnologycoupledwithul
5、trasonicactionscanremoveoxidefilmsrapidlyatroomtemperatureandrenewthemetalliclusterofstainlesssteel.Theultrasoundwarecannotonlyproducemechanicalimpulseeffectonoxidefilms,butalsocanaccelerateelectrochemicalreactionsandincreasestheremovingrate.Keywords:stainl
6、esssteel;electrolysis;ultrasound;cavitation;removingofoxidefilms不锈钢具有高强度、可焊接性、抗腐蚀性、易加工面的腐蚀,延长零件使用寿命有重要意义。性和表面光泽等许多优异的特性,在宇航、化工、汽不锈钢氧化皮中的氧化物结构多样、性能各异,车、仪器仪表、能源及建筑装饰等方面得到广泛而重且组织致密而坚韧,与基体结合得非常牢固,使得这要的应用。随着航天和航空业的迅速发展,不锈钢材些氧化皮难以清除干净。近几年,国内外出现了较多料也向功能性和特殊性方向发展,出
7、现了超级不锈快速去除不锈钢表面氧化皮的方法,例如常温酸洗[1][2,3][5][6][7]钢和满足各种特殊性能要求的功能性不锈钢。法,电解法,电解2机械摩擦复合法等,这些方高温固溶处理可以提高不锈钢的抗高温氧化、高法均是以H2SO4、HCl、HNO3等强酸为主,去除的氧化温拉伸强度等性能,目前航空发动机中所用的不锈钢皮是在使用过程中或低于800℃热处理条件下形成,材料均是经过1000℃以上的固溶处理,致使材料表不适于厚氧化皮的去除和工厂应用。[8]面形成较厚的含有大量NiO、CrO、Cr2O3,以及十分难超声
8、清洗的主要作用机理是超声空化作用即[4]溶的FeO·Cr2O3的氧化皮。及时去除不锈钢工件存在于液体中的微气泡(称为空化核)在声波的作用的氧化皮,对顺利进行下道工序加工以及防止工件表下振动,当声压或声强达到一定值时,气泡迅速增长1213闭合,闭合时在其周围产生10～10Pa的压力及局部高温,从而破坏、分散不溶性污物。超声清洗的特收稿日期:2006209206;修订日期:2006201204点是速度快
