一, Kimyasal korozyonun ikili hasar yolları
1. Çamaşır suyu suyunun oksidatif erozyon etkisi
Güçlü bir oksidan olarak sodyum hipoklorit (NaClO) ikili bir korozyon mekanizmasına sahiptir:
Doğrudan oksidasyon: ClO ⁻ iyonları metal yüzeyindeki oksit filme nüfuz edebilir ve demir matrisi ile reaksiyona girerek FeCl ∝ ve FeOCl oluşturabilir, bu da yüzey metalinin çözünmesine yol açabilir. Deneyler, 440C paslanmaz çeliğin %5'lik bir sodyum hipoklorit çözeltisine batırılmasının, 24 saat içinde 0,8 g/m² · saat korozyon hızıyla sonuçlandığını, bunun sıradan ortamlardaki 0,02 g/m² · saat değerini çok aştığını göstermiştir.
Klorür iyonu geçirgenliği: Cl ⁻ iyonları küçük bir yarıçapa (181pm) sahiptir ve pasivasyon filmine kolayca nüfuz edebilir ve tanecik sınırlarında birikerek çukur korozyon çukurları oluşturabilir. Katmanlı bir yapıya sahip Şam çeliği için, farklı sertlikteki çelik katmanlar arasındaki potansiyel fark, yerel korozyonu şiddetlendirecek ve doku arayüzlerinde tercihli bozulmaya yol açacaktır.
2. Asidik maddelerin diferansiyel korozyonu
Dekapaj işlemi Şam bıçaklarının üretiminde çok önemli bir adımdır, ancak yanlış kullanım felaketle sonuçlanabilir.
Zayıf asitler (sitrik asit ve fosforik asit gibi): Normal asitle yıkama, Fe ³ ⁺/Fe ² ⁺'nin redoks potansiyelini kontrol ederek yumuşak çelik katmanın (%0,3 - %0,6 karbon içeriğine sahip) tercihen paslanmasına izin verirken, sert çelik katman (%0,8 - %1,2 karbon içeriğine sahip) metalik parlaklığını koruyarak açık ve koyu arasında bir kontrast oluşturur. Ancak asit konsantrasyonu standardı aşarsa (%15'i aşan hidroklorik asit gibi) veya ıslatma süresi çok uzunsa (30 dakikadan fazla), sert çelik katman da aşırı derecede korozyona uğrayacak ve bu da dokunun bulanıklaşmasına ve hatta çelik katmanın soyulmasına neden olacaktır.
Güçlü asitler (sülfürik asit ve nitrik asit gibi): %50'yi aşan konsantrasyona sahip güçlü asitler, çelik katmanlar arasındaki metalurjik bağa doğrudan zarar verebilir. Deneyler, Şam çeliği numunelerinin 5 dakika süreyle %65 nitrik asit içerisine batırılmasının katmanlar arası bağlanma kuvvetini %67 oranında azalttığını ve mikroskobik gözlemlerin tane sınırı kırılmasını gösterdiğini göstermiştir.
2, Malzeme yapısı düzeyinde ölümcül hasar
1. Doku sisteminin çöküşü
Şam bıçağının temel değeri üç-boyutlu katmanlı yapısında yatmaktadır:
Dövme dokusu: 2-3 HRC birimine kadar sertlik farkıyla, katlama ve dövme (genellikle 16-32 katman) ile oluşturulan Wosted kristal yapısı. Bu mikroskobik düzensizlik asitle yıkamanın ve geliştirmenin temelidir, ancak aynı zamanda korozyonun da kırılma noktasıdır.
Korozyon difüzyonu: Ağartıcı veya güçlü asit ara katmanı istila ettiğinde, tercihen yumuşak çelik katmandaki sülfit manganez kalıntılarını (2-5 µm boyutunda) aşındırarak mikro çatlak kaynakları oluşturur. Elektron mikroskobu gözlemi, sodyum hipoklorit ile işlenmiş çelik tabakanın arayüzündeki çatlak yoğunluğunun 40 kat arttığını gösterdi.
2. Mekanik özelliklerin zayıflaması
Korozyonun alet performansı üzerindeki etkisi sistematiktir:
Sertlik kaybı: Korozyon ürünleri (Fe ₂ O ∝, FeCl ∝ gibi) orijinal metalin 2-3 katı hacme sahip olduğundan katmanlar arasında gerilim yoğunlaşmasına neden olabilir. Hidroklorik asitle aşındırılan Şam çeliğinin Vickers sertliği %22,6 düşüşle HV620'den HV480'e düştü.
Tokluğun azalması: Korozyon nedeniyle tane sınırlarının zayıflaması darbe tokluğunda azalmaya yol açar. Standart Charpy V-çentik darbe testi, aşınmış numunenin emilen enerjisinin 45J'den 28J'ye düştüğünü ve kırılma modunun sünek kırılmadan yarılma kırılmasına değiştiğini gösterdi.
3, Endüstri koruma standardı sistemi
1. Temizlik ve bakım standartları
Nötr temizlik maddesi: pH'ı 5,5-7,5 olan özel kılıç temizleme maddelerinin kullanılması, klorlu ağartıcı veya asitli temizlik maddelerinin kullanılmasından kaçınılması tavsiye edilir.
Silme malzemesi: Ultra ince elyaflı bez (tel çapı 0,1 denye veya daha küçük) kullanılmalı, pamuklu bez (lif çapı 10-20 μm) veya yün keçeden (kükürt içerebilir) kaçınılmalıdır.
Kurutma işlemi: Temizlendikten sonra, basınçlı havayla (basınç 0,2 MPa'dan az veya ona eşit) üflenerek kurutulması veya 24 saat boyunca silikon kurutma fırınına (%30'dan az veya eşit nem) yerleştirilmesi gerekir.
2. Depolama ortamı kontrolü
Nem yönetimi: Bağıl nem %40 -%60 aralığında kontrol edilmelidir ve nem alma cihazını bağlamak için bir elektronik nem kontrol cihazı kullanılabilir.
İzolasyon malzemesi: Kılıfın iç astarı politetrafloroetilen (PTFE) kaplı kumaştan yapılmalı, deri (nem emme oranı %15'e kadar olan) veya kadife (asit boyaları içerebilen) kullanımından kaçınılmalıdır.
Paketleme teknolojisi: Uzun-süreli depolama için, uçucu korozyon inhibitörü metal yüzeyinde nano ölçekli koruyucu bir film oluşturabilen buhar fazında pas önleyici (VCI) filmin kullanılması önerilir.
3. Teknik standartları onarın
Kısmi onarım: Küçük korozyon için, fosfat bazlı elektrolit (konsantrasyon %10) kullanılarak, 5V'de voltaj kontrollü ve süre 3 dakikayı geçmeyecek şekilde elektrolitik parlatma yöntemi kullanılabilir.
Genel yeniden şekillendirme: Şiddetli korozyon, yeni ve eski çelik katmanlar arasında metalurjik bağlanmayı sağlamak için lamine yapının elektron ışın kaynağı teknolojisi (enerji yoğunluğu 10 ⁶ W/cm²) kullanılarak yeniden inşa edilmesini gerektirir.
Doku üretimi: Onarımdan sonra, orijinal tasarımdan %5'e eşit veya daha az bir sapma sağlamak için doku parametrelerinin bir lazer eş odaklı mikroskop (çözünürlük 0,1 µm) tarafından tespit edilmesi gerekir.
4, Orijinalliği tanımlamak için teknik standartlar
Piyasadaki sahte Şam bıçakları genellikle asitle dağlama yoluyla dövülmektedir ve aşağıdaki yöntemlerle tanımlanabilmektedir:
Metalografik inceleme: Orijinal ürünün katmanları arasında net dövme akış çizgileri görülebilir ve asitle dağlanmış ürünün yüzeyinde sadece korozyon izleri mevcuttur.
Sertlik gradyanı: Orijinal ürünün sertliği, katman kalınlığı yönü boyunca periyodik olarak değişir (Δ HRC 1,5'ten büyük veya eşit) ve asitle aşındırılmış ürünün sertliği tekdüzedir.
Korozyon davranışı: Orijinal ürünlerin %5 NaCl çözeltisindeki korozyon oranı 0,05g/m ² · saat'e eşit veya daha az iken, asit korozyon ürünleri 0,3 g/m ² · saat'e ulaşabilir.
