一, Dvojne poti poškodb zaradi kemične korozije
1. Oksidativni erozijski učinek belilne vode
Natrijev hipoklorit (NaClO) ima kot močan oksidant dvojni korozijski mehanizem:
Neposredna oksidacija: ioni ClO ⁻ lahko prodrejo skozi oksidni film na površini kovine in reagirajo z matriko železa, da ustvarijo FeCl ∝ in FeOCl, kar povzroči raztapljanje površinske kovine. Poskusi so pokazali, da potopitev nerjavečega jekla 440C v 5-odstotno raztopino natrijevega hipoklorita povzroči stopnjo korozije 0,8 g/m² · h v 24 urah, kar močno presega 0,02 g/m² · h v običajnih okoljih.
Prepustnost kloridnih ionov: ioni Cl ⁻ imajo majhen polmer (181 pm) in zlahka prodrejo skozi pasivacijski film ter se kopičijo na mejah zrn in tvorijo luknjičaste korozijske jamice. Pri damaščanskem jeklu s slojevito strukturo bo potencialna razlika med jeklenimi plastmi različne trdote poslabšala lokalno korozijo, kar bo vodilo do prednostne odpovedi teksturnih vmesnikov.
2. Diferencialna korozija kislih snovi
Postopek luženja je ključni korak pri izdelavi nožev iz Damaska, vendar lahko nepravilna uporaba povzroči katastrofalne posledice.
Šibke kisline (kot sta citronska kislina in fosforna kislina): običajno kislinsko pranje nadzoruje redoks potencial Fe ³ ⁺/Fe ² ⁺, kar omogoča, da mehka jeklena plast (z vsebnostjo ogljika 0,3 % -0,6 %) prednostno korodira, medtem ko plast trdega jekla (z vsebnostjo ogljika 0,8 % -1,2 %) ohrani svoj kovinski lesk in tvori kontrast med svetlo in temno. Toda če koncentracija kisline presega standard (na primer klorovodikova kislina, ki presega 15 %) ali je čas namakanja predolg (več kot 30 minut), bo tudi plast trdega jekla prekomerno razjedena, kar bo povzročilo zamegljeno teksturo ali celo luščenje jeklene plasti.
Močne kisline (kot sta žveplova kislina in dušikova kislina): Močne kisline s koncentracijo, ki presega 50 %, lahko neposredno poškodujejo metalurško vez med jeklenimi plastmi. Poskusi so pokazali, da potopitev vzorcev jekla iz Damaska v 65-odstotno dušikovo kislino za 5 minut zmanjša vezno silo vmesnega sloja za 67 %, mikroskopska opazovanja pa kažejo lomljenje meja zrn.
2, Usodna škoda na ravni materialne strukture
1. Zrušitev teksturnega sistema
Glavna vrednost noža iz Damaska je njegova tri{0}}dimenzionalna večplastna struktura:
Tekstura kovanja: kristalna struktura Wosted, oblikovana z zgibanjem in kovanjem (običajno 16-32 plasti), z razliko v trdoti do 2-3 HRC enot. Ta mikroskopska neenakomernost je osnova kislinskega pranja in razvoja, vendar je tudi točka preboja korozije.
Korozijska difuzija: Ko belilo ali močna kislina prodre v vmesni sloj, bo prednostno razjedla vključke sulfidnega mangana (velikost 2–5 μm) v mehki jekleni plasti, kar bo povzročilo nastanek mikrorazpok. Opazovanje z elektronsko mikroskopijo je pokazalo, da se je gostota razpok na vmesniku jeklene plasti, obdelane z natrijevim hipokloritom, povečala za 40-krat.
2. Oslabitev mehanskih lastnosti
Vpliv korozije na delovanje orodja je sistematičen:
Izguba trdote: Produkti korozije (kot je Fe ₂ O ∝, FeCl ∝) imajo 2- do 3-krat večjo prostornino od prvotne kovine, kar lahko povzroči koncentracijo napetosti med plastmi. Vickersova trdota damaščanskega jekla, razjedenega s klorovodikovo kislino, se je zmanjšala s HV620 na HV480, kar je zmanjšanje za 22,6 %.
Zmanjšana žilavost: oslabitev meja zrn zaradi korozije povzroči zmanjšanje udarne žilavosti. Standardni Charpyjev udarni preskus z V-zarezo je pokazal, da se je absorbirana energija korodiranega vzorca zmanjšala s 45 J na 28 J, način loma pa se je spremenil iz duktilnega loma v cepni lom.
3, Standardni sistem za zaščito industrije
1. Standardi čiščenja in vzdrževanja
Nevtralno čistilno sredstvo: Priporočamo uporabo specializiranih čistilnih sredstev za meče s pH 5,5-7,5 in se izogibajte uporabi klorovega belila ali kislih čistilnih sredstev.
Material za brisanje: Uporabiti je treba tkanino iz ultra finih vlaken (premer žice manjši ali enak 0,1 denija), izogibati pa se je treba bombažni tkanini (premer vlaken 10–20 μm) ali volneni klobučevini (lahko vsebuje žveplo).
Postopek sušenja: Po čiščenju ga je treba za 24 ur razpihati s stisnjenim zrakom (tlak manjši ali enak 0,2 MPa) ali postaviti v silikonsko sušilno pečico (vlažnost manj kot ali enaka 30 % RH).
2. Nadzor skladiščnega okolja
Upravljanje vlažnosti: Relativno vlažnost je treba nadzorovati v območju od 40 % do 60 %, za povezavo razvlaževalnika pa lahko uporabite elektronski regulator vlažnosti.
Izolacijski material: Notranja podloga plašča mora biti izdelana iz tkanine, prevlečene s politetrafluoroetilenom (PTFE), pri čemer se izogibajte uporabi usnja (s stopnjo vpijanja vlage do 15 %) ali žameta (ki lahko vsebuje kislinska barvila).
Tehnologija pakiranja: za dolgoročno-skladiščenje je priporočljiva uporaba filma za zaviranje rje v parni fazi (VCI), katerega hlapni zaviralec korozije lahko na kovinski površini tvori zaščitni film v nanometru.
3. Tehnični standardi za popravilo
Delno popravilo: Za manjšo korozijo je mogoče uporabiti metodo elektrolitskega poliranja z uporabo elektrolita na osnovi fosfatov (koncentracija 10 %), napetost je nadzorovana pri 5 V in čas, ki ne presega 3 minut.
Celotno preoblikovanje: Močna korozija zahteva rekonstrukcijo laminirane strukture z uporabo tehnologije varjenja z elektronskim žarkom (energijska gostota 10 ⁶ W/cm²), da se zagotovi metalurška vez med novimi in starimi jeklenimi plastmi.
Reprodukcija teksture: Po popravilu je treba parametre teksture zaznati z laserskim konfokalnim mikroskopom (ločljivost 0,1 μm), da se zagotovi odstopanje manj kot ali enako 5 % od prvotne zasnove.
4, Tehnični standardi za ugotavljanje pristnosti
Ponarejeni noži iz Damaska na trgu so pogosto ponarejeni z jedkanjem s kislino in jih je mogoče prepoznati z naslednjimi metodami:
Metalografska preiskava: med plastmi pristnega izdelka so vidne jasne črte toka kovanja, na površini izdelka, ki je jedkan s kislino, pa so prisotne samo sledi korozije.
Gradient trdote: Trdota pristnega izdelka se občasno spreminja vzdolž smeri debeline plasti (Δ HRC Večji ali enak 1,5), trdota izdelka, jedkanega s kislino, pa je enakomerna.
Korozijsko obnašanje: Stopnja korozije pristnih izdelkov v 5 % raztopini NaCl je manjša ali enaka 0,05 g/m² · h, medtem ko lahko produkti kisle korozije dosežejo 0,3 g/m² · h.
