金(jin)屬腐(fu)蝕可分為全面腐蝕和局部腐蝕。局部腐蝕主要包括晶間腐蝕縫(feng)隙腐蝕孔蝕應(ying)力腐蝕開裂,選擇性腐蝕等。不銹鋼和耐蝕合金雖然是以耐蝕為目的,但對于各種形式的腐蝕,不一定都具有優良的耐蝕性,不同材料對不同類型的腐蝕介質具有不同的耐蝕性。判斷材料耐蝕性的試驗方法,也按腐蝕的種類而有所不同,試驗的目的是比較準確測試材料對某種介質、某種腐蝕類型的耐蝕性。下面是常見幾種腐蝕試驗方法:


一、金(jin)屬(shu)的實驗室重量(liang)法腐蝕試(shi)驗


  它(ta)是根據腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)前(qian)后試(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)量(liang)的(de)(de)變化(hua)來測定(ding)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率,并以此判(pan)斷材(cai)料的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)(neng)。試(shi)驗時(shi),如果(guo)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)溶解(jie)于介質中(zhong),試(shi)樣(yang)的(de)(de)重(zhong)(zhong)量(liang)減(jian)小,可(ke)以用失量(liang)法(fa)(fa)測量(liang);如果(guo)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物的(de)(de)組分已知,并且牢固地(di)附著在(zai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)表面上(shang),或者腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物完(wan)全能(neng)(neng)收(shou)集(ji)起來,可(ke)以用增(zeng)重(zhong)(zhong)法(fa)(fa)測量(liang);如果(guo)當(dang)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)溶解(jie)時(shi),一部(bu)(bu)分腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物脫落,一部(bu)(bu)分溶解(jie)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)又沉(chen)積(ji)在(zai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)試(shi)樣(yang)表面上(shang),那末(mo),試(shi)樣(yang)可(ke)能(neng)(neng)是增(zeng)重(zhong)(zhong),也可(ke)能(neng)(neng)是失重(zhong)(zhong)。然而試(shi)樣(yang)既有明顯腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),而增(zeng)重(zhong)(zhong)量(liang)與(yu)失重(zhong)(zhong)量(liang)相(xiang)等,試(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)量(liang)完(wan)全不變的(de)(de)情況,在(zai)實際中(zhong)卻是極罕見(jian)的(de)(de)。失重(zhong)(zhong)法(fa)(fa)是常(chang)(chang)見(jian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)重(zhong)(zhong)量(liang)法(fa)(fa)中(zhong)最常(chang)(chang)用的(de)(de)方法(fa)(fa),但它(ta)只(zhi)適應全面(均勻)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),對于有高度選擇性的(de)(de)局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)毫無意義。


  在(zai)實驗室進行腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗時(shi),應盡量模擬有(you)關的現場條件,如(ru)果(guo)條件允許(xu)的話,應采用現場腐(fu)蝕(shi)介質做試(shi)驗,當然也可采用模擬生產的介質,加速腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗介質以(yi)及實驗室的介質等。不銹鋼5%硫酸腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗方法(GB4334.6--84),主(zhu)要適用測定(ding)含(han)鉬奧氏體不銹鋼在(zai)沸騰(teng)5%硫酸溶液中的腐(fu)蝕(shi)失(shi)重(zhong)量,以(yi)試(shi)驗不銹鋼的耐均勻腐(fu)蝕(shi)性能(neng)。


二、晶間腐蝕(shi)試驗(yan)方法


  晶(jing)間腐蝕(shi)試驗方法很多,這(zhe)些(xie)試驗方法的(de)(de)原理(li)(li)和適(shi)用范圍各不(bu)(bu)相同(tong)(tong),不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)試驗方法適(shi)用于不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)、合(he)金(jin)及不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)環境介(jie)質,因此,正(zheng)確地、合(he)理(li)(li)地選擇晶(jing)間腐蝕(shi)試驗方法極為重(zhong)要(yao)。


  晶間(jian)腐蝕(shi)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)大(da)(da)致可以分(fen)為化(hua)學試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、電化(hua)學試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)及物(wu)理試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)三大(da)(da)類。化(hua)學試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)很多(見表2-1),比(bi)較(jiao)成(cheng)(cheng)熟,應用廣泛,其中一部分(fen)已列入國標,常見的(de)(de)硫酸(suan)-硫酸(suan)銅試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和沸騰硝酸(suan)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)以后重(zhong)點(dian)將介紹(shao)。電化(hua)學試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)正在發展中的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa),尚未(wei)標準化(hua),它的(de)(de)最大(da)(da)優點(dian)是(shi)快速,不破壞試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang),世界(jie)上(shang)許多國家對這一方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)進行了廣泛的(de)(de)研(yan)究(jiu),有希望發展成(cheng)(cheng)為一類快速、非破壞性的(de)(de)現(xian)場試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。物(wu)理檢驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)中是(shi)以金(jin)相法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和彎曲法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)應用最廣,特別是(shi)金(jin)相檢驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)應用較(jiao)為廣泛。利用金(jin)相或現(xian)代(dai)設備如電子顯(xian)微(wei)鏡(jing)和電子顯(xian)微(wei)探針等(deng)獲(huo)得晶粒(li)邊界(jie)附近的(de)(de)組織結構和化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)變化(hua),判斷晶間(jian)腐蝕(shi)傾向。


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三、孔蝕試驗方法


  孔(kong)(kong)蝕試(shi)驗方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa),概(gai)括(kuo)起(qi)來可以分為(wei)兩(liang)大類:一(yi)類是(shi)化學浸(jin)泡法(fa)(fa)(fa)(fa),另一(yi)類是(shi)電化學測(ce)量法(fa)(fa)(fa)(fa)。化學浸(jin)泡法(fa)(fa)(fa)(fa)見表2-2,這(zhe)些方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)一(yi)直為(wei)人們(men)廣泛采(cai)用(yong)(yong),技(ji)術上(shang)也較成熟,目(mu)前國(guo)內及許多(duo)國(guo)家都(dou)有(you)(you)這(zhe)方(fang)(fang)(fang)面的(de)(de)(de)標準,國(guo)內也有(you)(you)這(zhe)方(fang)(fang)(fang)面的(de)(de)(de)標準,另外還有(you)(you)一(yi)些試(shi)驗方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)已經(jing)開展了許多(duo)工作,并(bing)得到了認可。化學浸(jin)泡方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)將試(shi)樣浸(jin)泡在某些加(jia)速的(de)(de)(de)或(huo)天然的(de)(de)(de)腐蝕環境里(li),通過(guo)測(ce)量蝕孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)重量損失、數目(mu)、深(shen)度和大小(xiao),測(ce)定金(jin)屬或(huo)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)耐孔(kong)(kong)蝕性(xing)能,或(huo)者(zhe)通過(guo)測(ce)量臨界孔(kong)(kong)蝕溫度,蝕孔(kong)(kong)成核(he)所需(xu)的(de)(de)(de)最低離子濃度,確定金(jin)屬和合(he)金(jin)的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)蝕敏感性(xing)。采(cai)用(yong)(yong)這(zhe)類方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)測(ce)量的(de)(de)(de)最大優點是(shi)陰陽極(ji)過(guo)程均(jun)在發(fa)生(sheng)孔(kong)(kong)蝕的(de)(de)(de)試(shi)樣上(shang)進行,具(ju)有(you)(you)較大的(de)(de)(de)陰極(ji)面積,蝕孔(kong)(kong)不在表面上(shang)發(fa)展,而是(shi)向試(shi)樣內部發(fa)展,這(zhe)與生(sheng)產(chan)實(shi)際(ji)情(qing)況相符。但是(shi),在天然條件下進行測(ce)量時不方(fang)(fang)(fang)便、費時間(jian)。


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  最常用的化學浸泡法有:三氯化鐵試驗(GB4334.7-84),它是將按要求加工成的試樣放在6% FeCl3溶液中,在一定的溫度下(35℃或50℃)和一定的試驗時間(72h)內,測得試樣的失重、蝕孔數目及尺寸大小來評價材料的耐孔蝕性能;臨界孔蝕溫度試驗,它是利用材料在一定溫度范圍內,溫度升高,孔蝕電位變負,孔蝕也就容易產生這一原理,通過試驗,在一定的試驗溶液中,如10% FeCl3,找出試樣出現孔蝕現象的最低溫度,一般說來,臨界孔蝕溫度越低,耐孔蝕性越差;最低氯離子濃度試驗,它是利用陰離子濃度越高越易產生孔蝕,對具體的某種材料,只有當溶液中破壞鈍化膜的浸蝕性陰離子濃度達到某一臨界濃度時,孔蝕才會產生,因此產生孔蝕的最低氯離子濃度越小,材料對孔蝕越敏感。


  電化學測量法是通過測量金屬和合金的孔蝕特征電位(臨界孔蝕電位和孔蝕保護電位)來確定它們的孔蝕傾向性的,這一方法雖然具有電化學測量所特有的快速的優點,但與實際生產情況有所不同。臨界孔蝕電位Eb是指材料產生孔蝕,且蝕孔能持續發展的最低電位。保護電位Ep是指已發展的蝕孔重新鈍化的最高電位。當材料在給定的介質中自然腐蝕電位Eo的數值大于Eb時,材料就產生孔蝕,材料Eb越正,耐孔蝕性能越好。當Eo>Ep時,鈍化膜開始發生破裂,開始溶解,但只要Eo<Eb,(也就是Ep<Eo<Eb)時由于鈍化膜破壞和金屬溶解所生成的微小凹陷,不可能擴展成蝕孔,材料的Ep越正,鈍化膜越難破裂,耐孔蝕性越好。


四、應力(li)腐蝕破裂(lie)試驗


 根(gen)據加載方法的(de)不(bu)同(tong),可以分為恒(heng)應(ying)(ying)變(bian)法、恒(heng)載荷法和恒(heng)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)法。恒(heng)應(ying)(ying)變(bian)法是(shi)(shi)通過某(mou)些機械手(shou)段,如手(shou)工 撬杠尋壓機等(deng)把(ba)一(yi)(yi)定尺(chi)寸的(de)試(shi)(shi)樣彎至預定形態如U型(xing)、C型(xing)、彎梁(liang)型(xing)等(deng),然后固(gu)定;恒(heng)載荷法是(shi)(shi)將試(shi)(shi)樣一(yi)(yi)端固(gu)定,另一(yi)(yi)端加上某(mou)一(yi)(yi)恒(heng)定的(de)靜載荷,使試(shi)(shi)樣產(chan)生(sheng)恒(heng)定應(ying)(ying)力;恒(heng)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)法就是(shi)(shi)根(gen)據不(bu)同(tong)材(cai)料/介質體系,在(zai)(zai)特定的(de)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)數值(zhi),在(zai)(zai)一(yi)(yi)種(zhong)專門的(de)設備-恒(heng)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)試(shi)(shi)驗機上,緩慢而勻速(su)地拉伸試(shi)(shi)樣。在(zai)(zai)實際生(sheng)產(chan)中(zhong),由于冷熱加工常(chang)(chang)常(chang)(chang)會產(chan)生(sheng)殘余應(ying)(ying)力,焊接殘余應(ying)(ying)力是(shi)(shi)最常(chang)(chang)見的(de)一(yi)(yi)種(zhong),因此,焊接件也可用來作為應(ying)(ying)力腐蝕破裂試(shi)(shi)驗用試(shi)(shi)樣。


 根據試驗介質的不同,可以分為3.5% NaCl溶液交替沉浸法,沸騰MgCl2溶液法,連多硫酸法,高溫高壓試驗法等,見表2-3。


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