一, Jalur kerusakan ganda dari korosi kimia
1. Efek erosi oksidatif dari air pemutih
Natrium hipoklorit (NaClO), sebagai oksidan kuat, memiliki mekanisme korosi ganda:
Oksidasi langsung: Ion ClO ⁻ dapat menembus lapisan oksida pada permukaan logam dan bereaksi dengan matriks besi untuk menghasilkan FeCl ∝ dan FeOCl, yang menyebabkan larutnya logam permukaan. Eksperimen menunjukkan bahwa merendam baja tahan karat 440C dalam larutan natrium hipoklorit 5% menghasilkan laju korosi 0,8g/m² · jam dalam waktu 24 jam, jauh melebihi 0,02g/m² · jam di lingkungan biasa.
Permeasi ion klorida: Ion Cl ⁻ memiliki radius kecil (181pm) dan mudah menembus film pasivasi dan terakumulasi pada batas butir, membentuk lubang korosi pitting. Untuk baja Damaskus dengan struktur berlapis, perbedaan potensial antara lapisan baja dengan kekerasan yang berbeda akan memperburuk korosi lokal, yang menyebabkan kegagalan antarmuka tekstur.
2. Korosi diferensial zat asam
Proses pengawetan merupakan langkah penting dalam pembuatan pisau Damaskus, namun penggunaan yang tidak tepat dapat menyebabkan konsekuensi yang sangat buruk.
Asam lemah (seperti asam sitrat dan asam fosfat): Pencucian asam normal mengontrol potensi redoks Fe ³ ⁺/Fe ² ⁺, sehingga lapisan baja lunak (dengan kandungan karbon 0,3% -0,6%) cenderung terkorosi, sedangkan lapisan baja keras (dengan kandungan karbon 0,8% -1,2%) mempertahankan kilau logamnya, membentuk kontras antara terang dan gelap. Namun jika konsentrasi asam melebihi standar (misalnya asam klorida melebihi 15%) atau waktu perendaman terlalu lama (lebih dari 30 menit), lapisan baja keras juga akan terkorosi secara berlebihan sehingga mengakibatkan tekstur kabur atau bahkan lapisan baja terkelupas.
Asam kuat (seperti asam sulfat dan asam nitrat): Asam kuat dengan konsentrasi melebihi 50% dapat secara langsung merusak ikatan metalurgi antar lapisan baja. Eksperimen menunjukkan bahwa merendam sampel baja Damaskus dalam asam nitrat 65% selama 5 menit mengurangi gaya ikatan antarlapisan sebesar 67%, dan pengamatan mikroskopis menunjukkan patahnya batas butir.
2, Kerusakan fatal pada tingkat struktur material
1. Runtuhnya sistem tekstur
Nilai inti pisau Damaskus terletak pada-struktur berlapis tiga dimensinya:
Tekstur penempaan: Struktur kristal Wosted yang dibentuk dengan cara melipat dan menempa (biasanya 16-32 lapisan), dengan perbedaan kekerasan hingga 2-3 unit HRC. Ketidakseragaman mikroskopis ini adalah dasar dari pencucian dan pengembangan asam, tetapi juga merupakan titik terobosan korosi.
Difusi korosi: Ketika pemutih atau asam kuat menyerang lapisan dalam, hal ini akan menimbulkan korosi pada inklusi mangan sulfida (ukuran 2-5 μm) pada lapisan baja lunak, membentuk sumber retakan mikro. Pengamatan mikroskop elektron menunjukkan bahwa kepadatan retak pada antarmuka lapisan baja yang diberi natrium hipoklorit meningkat 40 kali lipat.
2. Redaman sifat mekanik
Dampak korosi terhadap kinerja alat bersifat sistematis:
Kehilangan kekerasan: Produk korosi (seperti Fe ₂ O ∝, FeCl ∝) memiliki volume 2-3 kali lipat dari logam aslinya, yang dapat menyebabkan konsentrasi tegangan antar lapisan. Kekerasan Vickers baja Damaskus yang terkorosi asam klorida menurun dari HV620 menjadi HV480, terjadi penurunan sebesar 22,6%.
Berkurangnya ketangguhan: Melemahnya batas butir akibat korosi menyebabkan penurunan ketangguhan impak. Uji tumbukan takik Charpy V-standar menunjukkan bahwa energi yang diserap dari spesimen yang terkorosi menurun dari 45J menjadi 28J, dan mode patahan berubah dari patahan ulet menjadi patahan belahan.
3, sistem standar perlindungan industri
1. Standar pembersihan dan pemeliharaan
Bahan pembersih netral: Disarankan untuk menggunakan bahan pembersih pedang khusus dengan pH 5,5-7,5, dan hindari penggunaan pemutih klorin atau bahan pembersih yang bersifat asam.
Bahan penyeka: Kain berserat ultra halus (diameter kawat kurang dari atau sama dengan 0,1denier) harus digunakan, dan kain katun (diameter serat 10-20 μm) atau kain wol (mungkin mengandung belerang) harus dihindari
Proses pengeringan: Setelah dibersihkan, perlu dikeringkan dengan udara bertekanan (tekanan kurang dari atau sama dengan 0,2MPa) atau dimasukkan ke dalam oven pengering silikon (kelembaban kurang dari atau sama dengan 30% RH) selama 24 jam.
2. Pengendalian lingkungan penyimpanan
Manajemen kelembapan: Kelembapan relatif harus dikontrol dalam kisaran 40% -60%, dan pengontrol kelembapan elektronik dapat digunakan untuk menghubungkan dehumidifier.
Bahan isolasi: Lapisan dalam sarungnya harus terbuat dari kain berlapis polytetrafluoroethylene (PTFE), hindari penggunaan kulit (dengan tingkat penyerapan air hingga 15%) atau beludru (yang mungkin mengandung pewarna asam).
Teknologi pengemasan: Untuk penyimpanan jangka panjang-, disarankan untuk menggunakan film penghambat karat fase uap (VCI), yang penghambat korosi mudah menguapnya dapat membentuk lapisan pelindung berskala nano pada permukaan logam.
3. Memperbaiki standar teknis
Perbaikan sebagian: Untuk korosi ringan, dapat digunakan metode pemolesan elektrolitik, menggunakan elektrolit berbasis fosfat (konsentrasi 10%), tegangan dikontrol pada 5V, dan waktu tidak melebihi 3 menit.
Pembentukan kembali secara keseluruhan: Korosi parah memerlukan rekonstruksi struktur laminasi menggunakan teknologi pengelasan berkas elektron (kerapatan energi 10 ⁶ W/cm ²) untuk memastikan ikatan metalurgi antara lapisan baja baru dan lama.
Reproduksi tekstur: Setelah perbaikan, parameter tekstur perlu dideteksi oleh mikroskop confocal laser (resolusi 0,1 μm) untuk memastikan penyimpangan kurang dari atau sama dengan 5% dari desain aslinya.
4, Standar teknis untuk mengidentifikasi keaslian
Pisau Damaskus palsu yang beredar di pasaran sering kali ditempa melalui etsa asam dan dapat diidentifikasi dengan metode berikut:
Pemeriksaan metalografi: Garis aliran penempaan yang jelas dapat dilihat di antara lapisan produk asli, dan hanya tanda korosi yang terdapat pada permukaan produk yang digores dengan asam.
Gradien kekerasan: Kekerasan produk asli bervariasi secara berkala sepanjang arah ketebalan lapisan (Δ HRC Lebih Besar dari atau sama dengan 1,5), dan kekerasan produk yang tergores asam seragam.
Perilaku korosi: Laju korosi produk asli dalam larutan NaCl 5% kurang dari atau sama dengan 0,05g/m² · jam, sedangkan produk korosi asam dapat mencapai 0,3g/m² · jam.
