钢铁件的化学氧化原理钢铁的化学氧化的概念是什么？

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2021-05-08 04:29:47 来源：朵拉利品网

2, 钢铁高温和常温化学氧化机理有什么不同

钢铁的化学氧化是指钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程，也称钢铁的“发蓝”或“发黑”。
根据处理温度的高低，钢铁的化学氧化可分为高温化学氧化和常温化学氧化。这两种方法所用的处理液成分不同，膜的组成不同，成膜机理也不同。
钢铁氧化处理的反应机理：
钢铁浸入溶液后，在氧化剂和碱的作用下，表面生成Fe3O4氧化膜，该过程包括以下三个阶段：
、钢铁表面在热碱溶液和氧化剂（亚硝酸钠等）的作用下生成亚铁酸钠：3Fe+NaNO2+5NaOH =3Na2FeO2+H2O+NH3
2、亚铁酸钠进一步与溶液中的氧化剂反应生成铁酸钠：6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+ 7NaOH+NH3
3、铁酸钠（Na2Fe2O4）与亚铁酸钠（Na2FeO2）相互作用生成磁性氧化铁： Na2Fe2O4+Na2FeO2+2H2O= Fe3O4+4NaOH
a. 钢铁高温化学氧化
高温化学氧化是传统的发黑方法，采用含有亚硝酸钠的浓碱性处理液，在140℃左右的温度下处理15min~90min。高温化学氧化得到的是以磁性氧化铁（Fe3O4）为主的氧化膜，膜厚一般只有0.5um-1.5um，最厚可达2.5um。氧化膜具有较好的吸附性。将氧化膜浸油或作其他后处理，其耐蚀性能可大大提高。由于氧化膜很薄，对零件的尺寸和精度几乎没有影响，因此在精密仪器、光学仪器、武器及机器制造业中得到广泛应用。经过发黑处理的各种零件。
b. 钢铁常温化学氧化
钢铁常温化学氧化一般称为钢铁常温发黑，这是80年代以来迅速发展的新技术。
与高温发黑相比，常温发黑具有节能、高效、操作简便、成本较低、环境污染小等优点。常温发黑得到的表面膜主要成分是CuSe，其功能与Fe3O4膜相似。
钢铁氧化处理的影响因素：适当控制Fe3O4的生成速度是钢铁化学氧化的关键 Fe3O4在各种饱和浓度下都有自己的临界晶核尺寸。Fe3O4的过饱和度愈大.临界晶核尺寸愈小，能长大的晶核数目愈多，晶核长大成晶粒并很快彼此相遇，从而形成的氧化膜比较细致，但厚度比较薄。反之， Fe3O4的过饱和度愈小，则临界晶核尺寸愈大，单位面积上晶粒数目愈少，氧化膜结晶粗大，但膜比较厚。

4, 钢铁酸性氧化工艺中,氧化膜的形成原理是什么？

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酸性氧化又称为常温氧化，实质上是钢铁表面的氧化还原反应。钢铁工件浸入由亚硒酸（SeO4）、硫酸铜（CuSO4）和硝酸（HNO3）等组成的酸性氧化溶液中便会发生下列化学反应：
(1)工件表面的铁原子在酸的作用下溶液；
(2)酸性氧化溶液中的Cu2+在钢铁工件表面发生置换反应，表面产生金属铜；
(3)钢铁、金属铜与亚硒酸发生氧化反应，生成黑色的硒化铁（FeSe）和硒化铜（CuSe）。
这些反应最终生产的硒化铁（FeSe）和硒化铜（CuSe），它们以化学键的形式与钢铁工件紧密结合，形成黑色的氧化膜。

名词解释

氧化

氧化反应（Oxidation reaction）是物质与氧所发生的化学反应。物质失电子的作用叫氧化；相反的，得电子的作用叫还原。狭义的氧化反应指物质与氧化合；还原反应指物质失去氧的作用。氧化时氧化值升高；还原时氧化值降低。氧化、还原都指反应物（分子、离子或原子）。氧化也称氧化反应。有机物反应时把有机物引入氧或脱去氢的作用叫氧化；引入氢或失去氧的作用叫还原。物质与氧缓慢反应缓缓发热而不发光的氧化叫缓慢氧化，如金属锈蚀、生物呼吸等。剧烈的发光发热的氧化叫燃烧。

工件

工件，制造过程中的一个产品部件。也叫制件、作件、课件、五金件等。

钢铁

铁碳合金，是以铁和碳为组元的二元合金。铁基材料中应用最多的一类——碳钢和铸铁，就是一种工业铁碳合金材料。钢铁材料适用范围广阔的原因，首先在于可用的成分跨度大，从近于无碳的工业纯铁到含碳4%左右的铸铁，在此范围内合金的相结构和微观组织都发生很大的变化；另外，还在于可采用各种热加工工艺，尤其金属热处理技术，大幅度地改变某一成分合金的组织和性能。

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名词解释

氧化

工件

钢铁

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