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    钢管硫酸的酸洗机理

    2018-12-24   来源:   点击数:30次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港编辑中心获悉:42CrMo钢高强螺栓的综合性能达不到要求这一问题,从调整42CrMo钢高强螺栓热处理工艺参数淬火加热时的碳势、淬火冷却时的水溶性淬火剂浓度和回火温度入手,通过测定高强螺栓经热处理后的力学性能和扫描电镜显微组织分析等措施,最大限度地提高42CrMo钢的综合性能,以满足用于高强螺栓的42CrMo钢在特定使用环境下的高要求。
      
      GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差
      
      GB/T 223.5 钢铁 酸溶硅和全硅含量的测定 还原型硅钼酸盐分光光度法
      
      GB/T 223.9 钢铁及合金 铝含量的测定 铬天青S分光光度法
      
      GB/T 223.12 钢铁及合金化学分析方法 碳酸钠分离-二苯碳酰二肼光度法测定铬量
      
      GB/T 223.14 钢铁及合金化学分析方法 钽试剂萃取光度法测定钒含量
      
      GB/T 223.17 钢铁及合金化学分析方法 二安替比林甲烷光度法测定钛量
      
      GB/T 223.19 钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量
      
      GB/T 223.23 钢铁及合金 镍含量的测定 丁二酮肟分光光度法
      
      GB/T 223.40 钢铁及合金 铌含量的测定 氯磺酚S分光光度法
      
      GB/T 223.59 钢铁及合金 磷含量的测定 铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法
      
      GB/T 223.60 钢铁及合金化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅含量
      
      GB/T 223.62 钢铁及合金化学分析方法 乙酸丁酯萃取光度法测定磷量
      
      GB/T 223.63 钢铁及合金化学分析方法 高碘酸钠(钾)光度法测定锰量
      
      GB/T 223.64 钢铁及合金 锰含量的测定 火焰原子吸收光谱法
      
      GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量
      
      GB/T 223.69 钢铁及合金 碳含量的测定 管式炉内燃烧后气体容量法
      
      GB/T 223.71 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后重量法测定碳含量
      
      GB/T 223.72 钢铁及合金 硫含量的测定 重量法
      
      GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
      
      GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
      
      GB/T 699 优质碳素结构钢
      
      GB/T 700 碳素结构钢
      
      GB/T 1591 低合金高强度结构钢
      
      GB/T 2102 钢管的验收、包装、标志和质量证明书
      
      GB/T 2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备
      
      GB/T 3077 合金结构钢
      
      GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢 火花源原子发射光谱分析方法(常规法)
      
      GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法
      
      GB/T 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)
      
      GB/T 20125 低合金钢 多元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法
      
      中国钢管信息港编辑中心获悉:热轧钢坯、钢材在硫酸中有两种化学反应同时发生,一方面硫酸与氧化铁皮起化学反应,另一方面硫酸通过氧化铁皮的裂缝和孔隙与钢中的铁起反应。
      
      硫酸的酸洗机理包括下面三种作用:
      
      1) 硫酸溶液与氧化铁皮的化学反应
      
      Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O (1)
      
      Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O (2)
      
      FeO+H2SO4=FeSO4+H2O (3)
      
      氧化铁皮中各种铁的氧化物溶解于硫酸溶液,生成可溶于水的硫酸铁及硫酸亚铁,从而把钢坯表面的氧化铁皮除去。这种作用称为溶解作用。
      
      2) 硫酸溶液通过结构疏松的氧化铁皮与钢中的铁起化学反应
      
      Fe+H2SO4=FeSO4+H2(4)
      
      H+H=H2↑ (5)
      
      钢中的铁与硫酸溶液反应,产生大量氢气,氢气产生的膨胀压力把氧化铁皮从钢坯上剥下来,这种作用称为机械剥离作用。剥离作用能加快酸洗速度、减少硫酸消耗。在更换酸洗溶液时,酸洗槽底部往往有未被溶解的氧化铁皮,这证明硫酸酸洗钢坯主要是靠机械剥离作用除去表面氧化铁皮的。
      
      3) 钢中的铁与硫酸溶液起反应,生成大量氢原子。氢原子非常活泼,具有很强的还原能力,能把高价铁的氧化物还原成易溶于硫酸溶液的低价铁的氧化物,使钢的酸洗过程加快。其化学反应式为:
      
      Fe3O4+2H=3FeO+H2O (6)
      
      Fe2O3+2H=2FeO+H2O (7)
      
      Fe2(SO4)3+2H=2FeSO4+H2SO4 (8)
      
      中国钢管信息港编辑中心获悉:高强螺栓的加工过程是将φ40mm的棒料经粗车→冲压→缩颈→退火→攻螺纹→淬火→回火→性能测试→高强螺栓。其中淬回火工序在托辊型网带炉生产线上进行,具体工艺为:将托辊型网带炉生产线的网带淬火炉升温至400℃,保温1h,继续升温到600℃,保温1h,当温度升高到800℃,开始通入甲醇和丙酮作为保护气氛,以免高强螺栓表面脱碳及网带淬火炉炉膛被氧化,保温1h,继续升温到860℃并稳定在这一温度,当碳势稳定在0.4时,开始放入待加工工件高强螺栓,保温1.5h(本试验高强螺栓的直径为36mm,所以保温时间为1.5h),出炉用水溶性淬火剂进行冷却,然后在指定回火温度下回火,保温2h(同样,利用高强螺栓的直径为36mm,确定出回火保温时间为2h),出炉水冷。本文采用正交试验设计出三个热处理工艺参数的影响因素,通过正交试验以期找到它们之间的交互影响,确定出各因素的最佳参数。
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