? ? ? ?我們知道鋼很容易被腐蝕,被腐蝕的鋼表面會被氧化層覆蓋,這種氧化層很是脆弱,而且較為容易吸收水分,使得鋼材會被空氣進一步的氧化,導致鋼材的各種性能降低,嚴重的可能會因此出現(xiàn)事故。所以很多鋼結(jié)構(gòu)或者使用鋼材料制成的產(chǎn)品表面,都會覆蓋上一些防腐蝕、防磨損的涂層或者是油漆。但有一類鋼材,在不增加表面涂層的情況下,自行在鋼的表面生成一層保護膜,這就是不銹鋼。下面我們就來聊一聊不銹鋼表面是怎么形成膜層的,不銹鋼表面的膜層厚度怎么測量?
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超聲波膜厚儀
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? ? ? ?通常在不銹鋼的生產(chǎn)中會添加部分鉻、鎳、鉬、鈦等主要元素,還會添加其他諸如碳、硅、鎢等元素,各個元素的作用不同,所以不銹鋼產(chǎn)品會根據(jù)制品和材料最終的使用目的,在不銹鋼的生成制作中添加不同比例的各種元素。但鉻是不銹鋼制造的基本元素,是決定不銹鋼耐腐蝕性能的元素,幾乎在所有的不銹鋼生產(chǎn)中都會含有該元素。因為鉻元素能使鋼的表面在空氣中很快形成一層致密防腐的富鉻氧化膜,并與金屬基體結(jié)合得很牢固,可以避免不銹鋼被空氣進一步氧化浸蝕。鉻元素的含量越高,不銹鋼的耐蝕性能越好。一般來說鎳與鉻配合時才能體現(xiàn)鉻元素的功效。低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量需要高達24%;要使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能顯著改變,含鎳量需在27%以上。再例如錳(Mn)和氮(N)可代替鉻鎳不銹鋼中的鎳,錳和氮在不銹鋼中有鎳相仿的作用。碳一方面碳是穩(wěn)定奧氏體元素,并作用的程度很大,約為鎳的30倍,含碳量高的(馬氏體)不銹鋼,完全可以接受淬火強化,從而在機械性能方面可大大提高它的強度;另一方面由于碳和鉻的親和力很大,在不銹鋼中要占用十七倍碳量的鉻與它結(jié)合成碳化鉻。鉬(Mo)和銅(Cu)能提高不銹鋼對介質(zhì)的耐腐蝕性能。硅(Si)和鋁(Ai)能提高不銹鋼的抗氧化能力,硅對提高鉻鋼抗氧化能力的作用很顯著,向高鉻鋼中加鋁也能使抗氧化性能顯著提高,它的作用與加硅的功能相仿。向高鉻鋼中加硅和鋁的目的:一是為了進一步提高鋼的抗氧化性能,二是為了節(jié)約用鉻。鎢(W)和釩(V)加入鋼中,其主要作用是提高鋼的熱強性。硼(B)可使鋼在沸騰的65%醋酸中的耐腐蝕性能提高,可使鋼的熱態(tài)塑性改善,可使不銹鋼的熱強性顯著提高。
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? ? ? ?如同上述內(nèi)容所說,各種元素在不銹鋼的生產(chǎn)中可以按不同組合和比例加入,其加入的種類與量對應(yīng)生產(chǎn)出來的不銹鋼的品質(zhì)也不相同,性能也不相同。所以我們在日常生活中需要注意,不要認為所購買的產(chǎn)品是不銹鋼的,就主觀的認為只要是不銹鋼的產(chǎn)品就很好,因為不同的不銹鋼其產(chǎn)品的質(zhì)量也是有很大差別的。通過前面的講述,我們知道了不銹鋼表面的膜層是什么,是怎么形成的。我們接著聊下一個問題,不銹鋼表面的膜層厚度怎么測量?
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? ? ? ?由于不銹鋼的富鉻氧化膜是致密的且與基體結(jié)合的很牢固,所以其表面的平滑度與剛生產(chǎn)出來的不銹鋼相比是相差不多。這就為我們測量不銹鋼表面膜層厚度提供了一定的條件。否則我們在測量厚度之前,需要對不銹鋼的表面進行打磨。富鉻氧化膜與原不銹鋼表面具有明顯的分層,所以可以使用超聲波膜厚儀對不銹鋼膜層厚度進行測量,當超聲波到達分層界面時,超聲波會反射從而回波被探頭接收。在使用超聲波膜厚儀對不銹鋼膜層進行厚度測量時,注意要使用耦合劑,并且測量時探頭需要與不銹鋼表面垂直。
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? ? ? ?總結(jié),不銹鋼表面膜層是富鉻氧化膜層,是由于在不銹鋼生產(chǎn)過程中加入了部分鉻、鎳、鉬、鈦、碳、硅、鎢等元素,鉻配合鎳元素能使鋼的表面在空氣中很快形成一層致密防腐的富鉻氧化膜,并與金屬基體結(jié)合得很牢固,這個膜層的厚度測量可以使用超聲波膜厚儀。
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