一, vies de dany dual de corrosió química
1. Efecte d'erosió oxidativa de l'aigua de lleixiu
L'hipoclorit de sodi (NaClO), com a oxidant fort, té un mecanisme de corrosió dual:
Oxidació directa: els ions ClO ⁻ poden penetrar a la pel·lícula d'òxid a la superfície metàl·lica i reaccionar amb la matriu de ferro per generar FeCl ∝ i FeOCl, donant lloc a la dissolució del metall superficial. Els experiments han demostrat que la immersió d'acer inoxidable 440C en una solució d'hipoclorit de sodi al 5% dóna com a resultat una taxa de corrosió de 0,8 g/m²·h en 24 hores, superant amb escreix els 0,02g/m²·h en entorns normals.
Permeació d'ions clorur: els ions Cl ⁻ tenen un radi petit (181 pm) i són capaços de penetrar fàcilment la pel·lícula de passivació i acumular-se als límits del gra, formant fosses de corrosió. Per a l'acer de Damasc amb una estructura en capes, la diferència de potencial entre capes d'acer de diferent duresa agreujarà la corrosió local, donant lloc a una fallada preferent de les interfícies de textura.
2. Corrosió diferencial de substàncies àcides
El procés de decapat és un pas crucial en la fabricació de ganivets de Damasc, però un ús inadequat pot tenir conseqüències catastròfiques.
Àcids febles (com l'àcid cítric i l'àcid fosfòric): el rentat àcid normal controla el potencial redox de Fe ³ ⁺/Fe ² ⁺, permetent que la capa d'acer tou (amb un contingut de carboni del 0,3% -0,6%) es corroeixi preferentment, mentre que la capa d'acer dur (amb un contingut de carboni del 0,8% conserva el seu contrast fosc entre metall i fosc). Però si la concentració d'àcid supera l'estàndard (com l'àcid clorhídric que supera el 15%) o el temps de remull és massa llarg (més de 30 minuts), la capa d'acer dur també es corroirà excessivament, provocant una textura borrosa o fins i tot pelat de la capa d'acer.
Àcids forts (com l'àcid sulfúric i l'àcid nítric): els àcids forts amb una concentració superior al 50% poden danyar directament l'enllaç metal·lúrgic entre les capes d'acer. Els experiments han demostrat que la submersió de mostres d'acer de Damasc en un 65% d'àcid nítric durant 5 minuts redueix la força d'enllaç entre capes en un 67%, i les observacions microscòpiques mostren una fractura del límit del gra.
2, Danys mortals a nivell d'estructura material
1. Col·lapse del sistema de textures
El valor fonamental del ganivet de Damasc rau en la seva estructura en capes{0}}tridimensionals:
Textura de forja: l'estructura de cristall Wosted formada per plegat i forja (generalment 16-32 capes), amb una diferència de duresa de fins a 2-3 unitats HRC. Aquesta falta d'uniformitat microscòpica és la base del rentat i desenvolupament àcid, però també és el punt d'avenç de la corrosió.
Difusió de la corrosió: quan el lleixiu o l'àcid fort envaeix la capa intermedia, corroirà preferentment les inclusions de sulfur de manganès (mida 2-5 μ m) a la capa d'acer tou, formant fonts de microesquerdes. L'observació amb microscòpia electrònica va mostrar que la densitat d'esquerdes a la interfície de la capa d'acer tractada amb hipoclorit de sodi va augmentar 40 vegades.
2. Atenuació de les propietats mecàniques
L'impacte de la corrosió en el rendiment de l'eina és sistemàtic:
Pèrdua de duresa: els productes de corrosió (com ara Fe ₂ O ∝, FeCl ∝) tenen un volum 2-3 vegades superior al del metall original, cosa que pot provocar una concentració d'estrès entre capes. La duresa Vickers de l'acer de Damasc corroït per l'àcid clorhídric va disminuir de HV620 a HV480, una disminució del 22,6%.
Reducció de la tenacitat: el debilitament dels límits de gra causat per la corrosió condueix a una disminució de la tenacitat a l'impacte. La prova d'impacte estàndard Charpy V-va mostrar que l'energia absorbida de l'espècimen corroït va disminuir de 45J a 28J i el mode de fractura va canviar de fractura dúctil a fractura d'escissió.
3, sistema estàndard de protecció de la indústria
1. Normes de neteja i manteniment
Agent de neteja neutre: es recomana utilitzar agents de neteja d'espasa especialitzats amb pH 5,5-7,5 i evitar l'ús de lleixiu amb clor o agents de neteja àcids.
Material de neteja: s'ha d'utilitzar un drap de fibra ultra fina (diàmetre de filferro inferior o igual a 0,1 denier) i s'ha d'evitar un drap de cotó (diàmetre de fibra 10-20 μ m) o feltre de llana (pot contenir sofre).
Procés d'assecat: Després de la neteja, cal assecar-lo amb aire comprimit (pressió inferior o igual a 0,2 MPa) o col·locar-lo en un forn d'assecat de silicona (humitat inferior o igual al 30% HR) durant 24 hores.
2. Control de l'entorn d'emmagatzematge
Gestió de la humitat: la humitat relativa s'ha de controlar entre el 40% i el 60% i es pot utilitzar un controlador d'humitat electrònic per connectar el deshumidificador.
Material aïllant: El revestiment interior de la funda ha d'estar fet de teixit recobert de politetrafluoroetilè (PTFE), evitant l'ús de cuir (amb una taxa d'absorció d'humitat de fins a un 15%) o vellut (que pot contenir colorants àcids).
Tecnologia d'embalatge: per a -emmagatzematge a llarg termini, es recomana utilitzar una pel·lícula inhibidora d'òxid en fase de vapor (VCI), l'inhibidor de corrosió volàtil de la qual pot formar una pel·lícula protectora a nanoescala a la superfície metàl·lica.
3. Normes tècniques de reparació
Reparació parcial: per a la corrosió menor, es pot utilitzar el mètode de polit electrolític, utilitzant electròlit a base de fosfat (concentració 10%), tensió controlada a 5V i temps que no excedeixi els 3 minuts.
Refundació general: la corrosió severa requereix la reconstrucció de l'estructura laminada mitjançant la tecnologia de soldadura per feix d'electrons (densitat d'energia 10 ⁶ W/cm²) per garantir la unió metal·lúrgica entre les capes d'acer noves i antigues.
Reproducció de textures: després de la reparació, els paràmetres de textura s'han de detectar mitjançant un microscopi confocal làser (resolució 0,1 μ m) per garantir una desviació inferior o igual al 5% respecte al disseny original.
4, Normes tècniques per identificar l'autenticitat
Els ganivets de Damasc falsificats al mercat sovint es forgen mitjançant gravat àcid i es poden identificar mitjançant els mètodes següents:
Examen metal·logràfic: es poden veure línies clares de flux de forja entre les capes del producte genuí i només hi ha marques de corrosió a la superfície del producte gravat amb àcid.
Gradient de duresa: la duresa del producte genuí varia periòdicament al llarg de la direcció del gruix de la capa (Δ HRC superior o igual a 1,5) i la duresa del producte gravat amb àcid és uniforme.
Comportament a la corrosió: la taxa de corrosió dels productes genuïns en una solució de NaCl al 5% és inferior o igual a 0,05 g/m² · h, mentre que els productes de corrosió àcida poden arribar a 0,3 g/m² · h.
