不锈钢设备表面变色原因分析

1、11不锈钢设备表面变色现象2不锈钢变色现象是食品加工工业相当普遍的现象，艺康公司也在独立公司Aspen Research的协助下对此现象进行了研究。坦率地讲，这种变色现象的机理还没有彻底搞清楚，也没有任何一种文献对此进行技术性详解。以下内容基于各种研究报告及技术文献结合我们在食品行业的经验对不锈钢的变色现象进行了解释。前言3不锈钢表面的变色现象4u不锈钢表面的变色现象是一种金属的氧化过程，通常表现为不同的颜色，如红棕色、蓝黑色、黑色等。u不锈钢在一定条件下其成分如铬、铁会被氧化成各种氧化物，氧化物的种类及状态会因氧化条件的不同而受到影响，通常表现为明亮的、发光的、干净的外观（即我们通常看到的钝

2、化后的状态）。u通过X射线光电分光镜分析发现，未变色表面CrO/FeO膜的厚度比严重变色表面氧化膜的1/10还要薄。颜色越深，铁的氧化物相对含量增加越多。不锈钢表面的变色现象Cr:Fe Concentration Ratio Profile Comparison0.11.010.0100.002004006008001000Sputter Depth (, SiO2)Atomic Concentration Ratiostainedde-stained5u不锈钢表面的变色只是一个“美容”问题，颜色导致看起来不干净颜色主要由金属氧化物导致。变色表面没有有机污垢，可以通过ATP测试。变色表面没有微

3、生物生长，可以涂抹培养。u如果涂抹不下来，则可以说不会影响产品质量及安全。如果能涂抹下来，则建议做除黑。不锈钢表面氧化膜无论变色还是不变色都是由CrO/FeO组成，而变色是因为FeO的含量相对增多导致，并且氧化膜的厚度也明显增加。当厚度增加到一定程度时，就能将黑色涂抹下来。FeO可以采用邻二氮菲显色法来快速判断。不锈钢的变色是干净的6u根据Auger Electron Spectroscopy 分析及optical microscopic观察，镭射清洗过程不锈钢表面在空气中形成-Fe2O3和Fe3O4。由于镭射能产生高温，因此上面的现象能解释为空气中的氧与不锈钢之间的热化学反应。随着镭射影响的

4、提高，受照射的不锈钢表面的温度增加也随之提高，从而加强了氧在照射表面的扩散及氧化反应。u为减缓不锈钢表面的变色，采用真空来减少氧与不锈钢之间的氧化反应。参考文献 Applied Phisics A:Materials Science and Processing, Vol.64,Number 6(1997),573-578Mechanism of and method to avoid discoloration of stainless steel surface in laser cleaning. Y.F. Lu, W.D.Song etc.不锈钢热表面的变色机理7u当不锈钢加热时，其表

5、面形成的颜色依赖于跟不锈钢抗氧化性能相关的几个因素。产生颜色主要是因为表面氧化层的厚度，并随温度升高而颜色变化。u几个因素u钢的成份：铬含量是影响抗氧化性的重要成分。铬含量越高，抗氧化性能越好，变色越慢。u温度：温度越高，颜色越深。u空气：氧含量也影响变色程度。u时间：加热温度与变色测试的实验室测试一般为1小时，时间越长，颜色越深。u表面粗糙度：越粗糙的表面，越易氧化，在相同条件下其颜色越深。uHeat Tint Color Chart ( AISI 304 heated in air for one hour) （见右表：不同加热温度产生不同的颜色）参考文献u摘自BRITISH STAINLESS STEEL ASSOCIATION，.hk Heat tint (temper) colours on stainless steel surfaces heated in air不锈钢热表面的变色机理Color formerApprox Temperature Pale yellow290Straw ye