Материалы для чистки винтовочных стволов
Было написано большое количество материалов, обсуждений о пользе различных процедур чистки, а также большое количество сопоставленных фактов относительно их воздействия на ствольную сталь, а также на поведение винтовки. Имея образование инженера-механика и имея интенсивный опыт работы с выбором материалов в бумажной промышленности, привели к необходимости проявить существенное беспокойство по поводу использования некоторых чистящих растворов в нарезных стволах из нержавеющей стали. Читая выводы Меррила Мартина о его инспекциях стволов, просматривая его видеозаписи осмотренных бороскопами стволов, и проводя инспекции в большом количестве стволов при помощи высококачественного бороскопа за последние два года, я увидел, что многие стрелки наносят существенный вред своим дорогостоящим стволам из нержавеющей стали. Фотографии разрезанных стволов, подвергавшихся чистке с использованием сильных очистителей на основе нашатырного спирта (Ammonium chloride), помещенные в этой статье, иллюстрируют влияние неправильного использования некоторых чистящих материалов и методов на нержавеющую сталь. Ствол на картинке отстрелял где-то от 150 до 350 выстрелов, когда его пришлось списать – он прекратил стрелять хорошо, и через него было очень трудно прогнать патч. Отметьте огромное количество выщерблин и растрескивания на поверхности ствола.
Цель этой статьи – предоставить некоторую базовую информацию о нержавеющей стали, и немного о материалах и условиях, которые существенно повышают скорость коррозии нержавеющей стали 416. информация, представленная здесь, взята из реального опыта, осмотра стволов и из справочника по материалам, таких как НАСТОЛЬНАЯ КНИГА АМЕРИКАНСКОГО ОБЩЕСТВА МЕТАЛЛОВ и «ОСНОВ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ», копии статьи из «CHEMICAL ENGINEERING» от 18 октября 1982 года. Статья представляет собой начало более интенсивного исследования коррозии ствольной стали и причин. Вызывающих эту коррозию. Некоторые независимые исследовательские лаборатории были опрошены «Precision Shooting» для определения стоимости и возможности некоторых реальных тестирований влияния на коррозию различных материалов для чисти ствольных сталей при различных условиях. Тестирование должно включать смешивание или взаимное действие некоторых чистящих материалов для определения того, будет ли смесь создавать условия для более агрессивной коррозии в двух определенных областях, и выполняться тест будет для смеси Sweet’s 7,62 и Shooter’s Choice MC#7, а также при их смешивании с некоторыми хлорсодержащими аэрозолями (используемыми для высушивания патронников некоторыми стрелками) а также с влагой и некоторыми чистящими компаундами. Производство таких тестов на заготовках стволов, которые загрязнены медью и продуктами сгорания бездымных порохов также кажется важным, потому что обе вещи могут оказать влияние на происходящие химические реакции. Надеюсь, что мы сможем доложить о результатах этой работы в будущем.
Давайте вначале сфокусируемся на понимании нержавеющей стали и на некоторых веществах, влияющих на коррозию стволов из нержавеющей стали. Похоже, что если используется словосочетание «нержавеющая сталь», то большинство стрелков приходит к заключению, что сталь не может быть повреждена, и они идут своей беззаботной дорогой и используют все разнообразие материалов для обкатки и постоянной чистки своих любимых трубок из стали. Затем они остаются шокированными и разозленными, когда определяют, что их любимый «пищащий» ствол оказался уничтожен.
В начале 1900-х годов было найдено, что добавление 11% или более Хрома (Cr) в сталь приводит к увеличению сопротивления коррозии, и вскоре после этого родилось семейство сталей, общеизвестных как нержавеющие стали. Полагалось, что невосприимчивость, формируемая слоем оксида, который образуется на поверхности материала, является механизмом, который создает сопротивление коррозии. Таким образом, материалы, которые легко образуют оксидную пленку на поверхности, будут обеспечивать лучшее сопротивление коррозии.
Действия или условия, которые влияют на невосприимчивость материала, могут сделать поверхность материала более восприимчивой к коррозии. Загрубление или стирание поверхности обычно уменьшает пассивность. Инородные материалы, задерживающие потеки жидкости на поверхности, могут также неблагоприятно сказаться на пассивности родительского материала. Было найдено, что хром является очень стабильным элементом сплавов, который увеличивает пассивность. Исследования, эксперименты и развитие сталей с различными уровнями содержания хрома и других элементов сплавов привело к развитию пяти основных семейств нержавеющих сталей. Эти различные семейства были разработаны для соответствия различным запросам по прочности, долговечности, обрабатываемости резанием, способности отливаться и коррозионной стойкости для различных условий службы. Химикаты, которые имеют незначительное влияние на определенные семейства нержавеющих сталей, могут иметь пагубное влияние на другое семейство нержавеющих сталей (т.е. нержавеющая сталь 316 имеет минимальную коррозию от воздействия уксусной кислоты (acetic acid), в то время, как уксусная кислота на нержавеющей стали 416 приводит к достаточно быстрой коррозии.)
Пять общеизвестных семейств нержавеющей стали: 1) аустенит; 2)феррит; 3)мартенсит; 4) Дуплекс (мартенсит и феррит); 5) дисперсионно-твердеющая (аустенит и мартенсит). Винтовочные стволы из нержавеющей стали, изготавливаемые основными бенчрест поставщиками – это нержавеющая сталь 416 или очень близкие ее вариации. Это закаливаемая, магнитная, мартенситная сталь, и она имеет содержание хрома от12 до 14%, по Справочнику АОМ. Для улучшения обрабатываемости резанием сталь содержит небольшое количество серы, фосфора и иногда селена. Она не содержит никеля, поэтому часто называется чисто хромовой нержавейкой.
Справочник по металлам АОМ, Том 1 содержит справочные материалы по коррозионной стойкости различных сортов нержавеющей стали. Таблица на странице 569 Справочника показывает скорости коррозии 40 химических соединений на различные классы нержавеющей стали. Эти таблицы показывают скорости коррозии в относительных уровнях от 0% до 100% и от комнатной температуры до 800 градусов по Фаренгейту. Скорости коррозии (0.001″ или мил в год) при комнатной температуре для сталей с содержанием 12% и 17% хрома, подверженных коррозии от влияния основных коррозирующих агентов с концентрациями от 0% до 40% из этого списка приведены в Таблице 1.
| Stainless Steel Corrosion Rates | ||
| CHEMICAL | 12% Cr | 17% Cr |
| Aerated Acetic Add | >50 | <20 |
| Air Free Acetic Add | 20 to 50 | 20 to 50 |
| Aluminum Chloride | >50 | >50 |
| Aluminum Potassium Sulfa | 20 to 50 | 20 to 50 |
| Ammonium Bromide | 20 to 50 | 20 to 50 |
| Ammonium Chloride | 20 to 50 | 20 to 50 |
| Ammonium Oxalate | 20 to 50 | 20 to 50 |
| Ammonium Sulfate (ph>7) | >50 | 20 to 50 |
| Ammonium Sulfite | >50 | >50 |
| Cadmium Chloride | >50 | >50 |
| Citric Add | 20 to 50 | <20 |
| Copper Sulfate | <20 | <20 |
| Aerated Hydrochloric Add | >50 | >50 |
| Lactic Add | >50 | >50 |
| Nitric Add | <20 | <20 |
| Perchloric Add | >50 | >50 |
| Aerated Phosphoric Add | <20 | <20 |
| Air Free Phosphoric Add | >50 | >50 |
| Sulfuric Add | >50 | >50 |
| Tin Ammonium Chloride | >50 | >50 |
| corrosion rates are in mils per year (mpy) taken from ASM Handbook-Volume 1, pg 569 | ||
Заметьте, что уксусная кислота (acetic acid) оказывает довольно существенное влияние на сталь с _363-2.jpg12% хрома, и несущественное на сталь с 17% хрома. Так как 416 имеет в составе от 12% до 14% хрома, а точка излома по коррозии для уксусной кислоты лежит где-то между 12% и 17% хрома, для нас будет трудно спрогнозировать, каким будет реальное влияние. Короткий, бессистемный эксперимент помещения уксуса на кусок разрезанного ствола показывает затуманенность уже после часа воздействия. Более важны строчки, показывающие воздействие некоторых составляющих нашатыря (сульфат аммония, сульфит аммония, бромид аммония, хлорид аммония и оксалат аммония), хлорной кислоты (perchloric acid) и соляной кислоты (hydrochloric acid) при довольно слабых концентрациях. Компоненты аммония и компоненты, содержащие хлор, показывают достаточно агрессивные скорости коррозии. Это, таким образом, подтверждает, что благоразумно использовать экстремальную аккуратность, если вы решаетесь использовать чистящие и обезжиривающие агенты, содержащие эти составляющие. По этой причине растет количество людей, которые предупреждают стрелков о том, что смешивание их чистящих растворов или использование сильных очистителей на основе аммиака приводит к отрицательным последствиям. Повседневное и увеличенное использование обезжиривающих агентов также должно выбираться с особым вниманием. Следующая цитата, относящаяся к хлорсодержащим растворам скопирована со страницы 570 Справочника По Металлам АОМ – Том 1: «Галогенные составляющие метана, этана, этилена, пропана и бензина широко используются для сухой очистки, очистки металлов, обезжиривания испарением и процесса и экстракции растворителями, а также в качестве химических основ. Компаундами первичного интереса являются метилен хлорид, хлороформ, тетрахлорид углерода, этилен дихлорид, трихлорэтилен, перхлорэтилен, метил хлороформ, пропилен дихлорид, дихлорэтил этер, монохлорбензин и ортодихлорбензин. Они используются индивидуально в химически чистом виде или продаются в виде смесей, или с другими компаундами для управления точкой кипения, растворимостью и воспламенимостью смесей.
Нержавеющие стали не коррозируют от хлорных растворителей при отсутствии воды; но если присутствует водная фаза, компаунды гидролизуютсяи формируют кислоту, а иногда и органические кислоты».
Ссылка по соляной кислоте в Таблице 1 показывает, что скорость коррозии для стали с 12% и с 17% хрома будет превышать 50 мил в год. Еще раз были проведены неуправляемые тесты – в этот раз с использованием NAPA LECTRA MOTIVE (содержит 1,1,1 трихлорэтан и трихлорид этилена) на куске ствола из нержавеющей стали с Shooter’s Choice MC#7. Появилась пена и похожее на молоко вещество, помутнение металла произошло за несколько минут. Внимательно читайте ярлычок на бутылке Shooter’s Choice MC#7, который предупреждает стрелков о недопустимости смешивания МС№7 с другими чистящими материалами. Есть повод поаплодировать Venco Industries за добавление этого предупреждения на этикетку, так как они выполнили свою часть предупреждения стрелков о том, что такое необдуманное смешивание может негативно отразиться на стволе. отсутствие такого предупреждения на других продуктах НЕ означает, что смешивание этих продуктов с другими химикатами является безопасным. Это должно быть ясно из цитаты, приведенной выше, что смешивание материалов на водной основе или с повышенным содержанием водорода с хлористыми растворителями может вызывать коррозию в нержавеющей стали 416.
Получается, что каждый из нас, как стрелок, может столкнуться с необходимостью чистки наших стволов, чтобы они работали, и получается, что большинство методов, которые мы используем для этого, могут приводить к отрицательному влиянию на ресурс ствола. Чистка стволов становится компромиссной, и нам надо накопить больше информации о влиянии различных химикатов и методов, которые мы используем, для того, чтобы принять информативные решения о методах, которые мы персонально будем выбирать для использования. Это на совести дальнейших, систематизированных экспериментов, которые мы планируем провести.
Журнал “Precision Shooting”, 1993
Автор Джим Борден