汽车零部件大气环境腐蚀试验技术探讨

专利名称：一种汽车零部件耐气体腐蚀测试装置专利类型：实用新型专利
发明人：杜文锁,李润,杜开轩,莫帆
申请号：CN201820835907.3
申请日：20180531
公开号：CN208155823U
公开日：
20181127
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种汽车零部件耐气体腐蚀测试装置，包括底板，所述底板顶部的一侧固定连接有气瓶，并且底板的顶部固定连接有测试箱，所述气瓶的一侧通过连接管与测试箱连通，所述连接管的表面设置有流量表和第一阀门，所述底板顶部的一侧固定连接有第一保护罩，所述第一保护罩内壁的一侧固定连接有隔板，本实用新型涉及汽车零部件设备技术领域。

该汽车零部件耐气体腐蚀测试装置，可以向测试箱内部通入腐蚀性气体，将汽车零部件与腐蚀性气体接触，观察汽车零部件的受损情况以确定汽车零部件的耐腐蚀性，进而获得汽车零部件对工作环境的要求，便于用户对汽车零部件进行保养、维护，降低汽车零部件的损耗，延长使用寿命。

申请人：兰州石化职业技术学院
地址：730060 甘肃省兰州市西固区山丹街1号兰州石化职业技术学院
国籍：CN
代理机构：泰州地益专利事务所
代理人：谭建成
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一、实验目的1. 了解大气腐蚀的基本原理和过程。

2. 探究不同环境条件下金属材料的腐蚀速率和腐蚀形态。

3. 评估防护措施对金属腐蚀的影响。

二、实验材料与设备1. 实验材料：低碳钢、不锈钢、铝合金、铜等金属材料。

2. 实验设备：实验台、腐蚀试验箱、电子天平、量筒、移液器、剪刀、砂纸等。

三、实验方法1. 实验步骤：（1）将实验材料切割成相同尺寸的小块，用砂纸打磨表面，去除氧化层。

（2）将处理好的材料分为若干组，每组材料分别暴露在不同的腐蚀环境中。

（3）定期观察并记录材料表面的腐蚀情况，包括腐蚀速率、腐蚀形态等。

（4）对部分材料进行防护处理，如涂覆防腐涂料、电镀等，然后重复步骤（3）。

2. 腐蚀环境设置：（1）干大气腐蚀：将材料暴露在干燥、清洁的室温环境中。

（2）潮大气腐蚀：将材料暴露在相对湿度大于60%的潮湿环境中。

（3）海洋大气腐蚀：将材料暴露在含盐分、湿度较大的海洋大气环境中。

四、实验结果与分析1. 干大气腐蚀：（1）实验结果显示，低碳钢、不锈钢、铝合金、铜等金属材料在干大气环境中腐蚀速率较慢，表面基本无腐蚀现象。

（2）腐蚀形态主要为氧化膜，厚度在1~4nm之间。

2. 潮大气腐蚀：（1）实验结果显示，金属材料在潮大气环境中的腐蚀速率明显加快，表面出现明显的腐蚀现象。

（2）腐蚀形态包括氧化膜、锈蚀、腐蚀坑等，腐蚀速率与材料种类、湿度等因素有关。

3. 海洋大气腐蚀：（1）实验结果显示，金属材料在海洋大气环境中的腐蚀速率最快，表面腐蚀现象最为严重。

（2）腐蚀形态包括氧化膜、锈蚀、腐蚀坑、白锈等，腐蚀速率与材料种类、湿度、盐分等因素有关。

4. 防护措施对腐蚀的影响：（1）实验结果显示，涂覆防腐涂料、电镀等防护措施可以有效降低金属材料的腐蚀速率，延长使用寿命。

（2）防护措施对腐蚀的影响与材料种类、涂层质量、防护层厚度等因素有关。

五、结论1. 大气腐蚀是金属材料在自然环境中的一种常见腐蚀现象，其腐蚀速率和腐蚀形态受多种因素影响。

汽车金属部件防腐原理与措施田永，方瑛，廖兵（广汽菲亚特汽车有限公司产品技术部，湖南长沙410100）摘要：汽车金属部件的腐蚀是不可避免的，必须进行有效的防护。

本文从金属部件腐蚀的原理入手，针对斑状腐蚀、局部腐蚀、缝隙腐蚀、受载下的腐蚀四种常见的腐蚀类型，深入分析了腐蚀的原因，然后提出了汽车金属部件防腐蚀的策略，最后系统研究了各种防腐蚀的措施，包括优化防腐设计并改善腐蚀环境、材料替换、改善涂覆和增强电化学防护等方面。

通过这些分析和研究，以期达到改善现有车辆金属部件的防腐措施、提高金属部件的防腐性能的目的。

关键词：汽车防腐；腐蚀原理；防腐措施中图分类号：U465 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2014)09-97-04Anti-Corrosion Theory and Solution of Auto Metal ComponentsTian Yong, Fang Ying, Liao Bing( PE Dep. GAC FIAT Automotives Co., Ltd., Hunan Changsha 410100 )Abstract：Corrosion on auto metal components is ineluctable, we must to protect them to avoid this destroy. In this paper, first, we studied the corrosion theory of metal, given the reasons for spot corrosion, segmental corrosion, aperture corrosion and load corrosion. Then, we introduced the anti-corrosion methods. At last, we analyzed corrosion protective solution from design, material and painting side. After that, in order to improve the corrosion protective methods and the anti-corrosion property of auto metal components.Keywords: Auto anti-corrosion；Corrosion theory；Anti-corrosion solutionCLC NO.: U465 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2014)09-97-04前言汽车金属零部件在汽车零部件中所占的比例很大，它们长期暴露在大气环境中，与大气中的氧气、水份和污染物等腐蚀成分接触时间长，金属材料表面易产生腐蚀，即氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学反应的过程。

《汽车零部件及材料实验室循环腐蚀试验方法》编制说明（标准征求意见稿）A. 工作简况1. 任务来源本标准依据中国汽车工程学会2015年10月16日印发中汽学函[2015]76号《中国汽车工程学会技术标准起草任务书》,任务书编号2015-1制定，标准名称《汽车零部件及材料实验室循环腐蚀试验方法》。

本标准主要完成单位：中国第一汽车股份有限公司技术中心，美国Q-Lab 公司中国代表处，重庆长安汽车股份有限公司等。

2. 主要工作过程2.12015年7月由中国第一汽车股份有限公司技术中心向中国汽车工程学会（以下简称中汽学会）提出制定《汽车零部件及材料实验室循环腐蚀试验方法》标准的申请，当年8月成立了标准工作组，提出规划并进行分工。

2.2工作组于2015年9月召开标准讨论会，确认撰写大纲和章节目录。

会后组织实验室循环腐蚀试验与户外腐蚀对比试验，并对对比试验工作进行分工，确定样品提供单位、实验室循环腐蚀试验单位和户外腐蚀测试试验单位。

2.3先后有10家主机厂的参与单位，根据汽车生产的实际工艺提供了试验样品。

试验一共收到21种试验样品，其中有效试验样品19种（样板信息见表10）。

这19种试验样品经过对分层膜厚和总厚度的测试和记录，筛选外观合格的最终的样板数量是4257片。

样品准备的截止时间是2017年2月。

2.4经本标准的主要起草单位人员，分别是王纳新、王振尧、孙杏蕾、瞿华盛和张恒。

在各个参加单位准备样品期间，讨论通过了本标准的试验方案和实施路线。

首先，确定本标准的试验分两部分：几种实验室的循环腐蚀试验方法和验证实验室试验的户外腐蚀试验。

其中，户外腐蚀试验分为两类，一类是户外加速腐蚀试验，一类是户外自然腐蚀试验。

其次，通过比对试验和筛选，主要起草人员讨论决定：（1）户外加速腐蚀试验分别在2个不同的试验场进行，一个是中国船舶重工集团公司第七二五研究所厦门分部的试验场，在厦门海边，属于自然加速腐蚀，总的试验时间是2年；另一个是海南热带汽车试验有限公司的试验场，在海南琼海，人工喷洒盐水，属于人工加速腐蚀，总的试验时间也是2年。

常用大气腐蚀研究方法概述摘要：综合介绍了现阶段常用大气腐蚀研究方法，并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词：大气腐蚀；研究方法1 前言金属材料及其制品与所处自然大气环境间因气象和环境因素的作用而引起的金属变质、甚至破坏的现象称为金属的大气腐蚀。

金属大气腐蚀是自然界普遍存在的腐蚀现象，据统计，由此产生的经济损失约占总腐蚀损失的一半以上,因此很早人们就对它进行了系统的研究。

2 常用大气腐蚀研究方法2.1室外大气暴露试验在室外进行的长时间大气腐蚀试验称为室外大气暴露试验，是大气腐蚀研究中最常用的试验方法，能真实地反应材料在实际大气环境下的腐蚀情况，所得数据直观、可靠，可用来估算自然环境下金属的腐蚀寿命，为合理选材和制定产品防护标准提供依据。

因此各国都十分重视，做了大量的工作。

2.2 室内加速腐蚀试验是通过人为强化一种或几种腐蚀因素，以期在短时间内确定金属发生腐蚀的倾向，或是评估某种材料在指定条件下相对耐蚀性的一种方法，主要应用于评价金属材料耐蚀性及涂镀层保护性能。

2.2.1 盐雾试验是评定金属材料的耐蚀性以及涂/镀层对基体金属的保护程度的加速试验方法,亦被认为是模拟海洋大气对不同金属作用的、最有效的试验室加速腐蚀试验方法。

2.2.1.1 中性盐雾试验(NSS)是将样品暴露于盐雾试验箱中，借助于压缩空气将盐溶液吸入喷嘴，喷成细雾状充满盐雾箱空间，细雾均匀地沉降在试样表面。

试验溶液为5％±1％NaCl （质量分数）溶液，试验时盐雾箱内温度恒定在35℃，试样间的距离应使盐雾能自由沉降在所有试样上，且试样表面的溶液不应滴在任何其他试样上。

试样彼此互不接触，也不得和其他金属或吸水的材料接触。

喷雾量的大小和均匀性，由喷嘴的位置和角度来控制，并通过盐雾收集器收集的盐水量来判断。

一般规定喷雾24小时，在80cm2水平面积上，每小时平均收集1~2ml的盐水，收集到的盐溶液NaCl 浓度应在5％±1％范围内，pH值范围为6.5~7.2。

一种模拟大气腐蚀过程的加速腐蚀试验方法背景技术：自然环境下的暴露实验是研究大气腐蚀最常用的试验方法，它能真实反映所在地点的腐蚀状况，以此计算出材料在该环境下的腐蚀速率，可为工程防腐设计提供合理可靠的设计依据。

但是，由于大气暴露试验周期很长，试验区域性强，促使人们开展模拟加速腐蚀试验研究，以期由实验室加速腐蚀试验来推测户外长期暴露试验的结果，进而预测材料、制品、防护层的大气腐蚀寿命，以部分取代大气腐蚀暴露试验。

室内模拟加速腐蚀试验必须满足模拟性、加速性和重现性三个基本条件，它直接影响到人工加速试验的结果和自然暴露试验结果的相关性。

影响大气腐蚀的因素很多，主要有大气成分、湿度、温度等。

其中大气污染物的作用最为突出，在气象条件相近的情况下，污染物差别可导致材料腐蚀速率相差数十倍，如氯盐和SO2的分布对材料腐蚀有很大的影响。

为模拟各种不同的自然环境腐蚀，目前主要使用的室内加速试验有(1)湿热试验法湿热试验方法分为恒定湿热试验和交变湿热试验两种。

它是在高温、高湿条件下使试样表面凝集水分，以强化腐蚀环境，从而加速试样的锈蚀。

为了进一步加速大气腐蚀还采用凝露腐蚀试验，它也是在高温、高湿的试验箱内进行，所不同的是在试片架内通循环冷却水，使其温度低于周围的气氛，这样水汽更容易在试片上凝结，而加快锈蚀，试验周期比湿热试验短。

上述两种湿热试验凝集在试片表面的常常是大小不一的水珠，它们不能凝集和流淌，不能形成稳定均匀的水膜，模拟性较差。

(2)盐雾试验盐雾试验方法最早于1914年提出并用于腐蚀测试中，目的是为了模拟近海洋的大气腐蚀条件。

ASTM在1962年正式制定了三种盐雾试验标准中性盐雾试验、醋酸盐雾试验(AASS)和醋酸氯化铜盐雾试验(CASS)。

由于盐雾试验与大气暴露试验无可比性，也就是说，其模拟性比较差，因此该方法的应用具有一定的局限性，仅能作为一种人工加速腐蚀试验方法，对金属材料进行性能试验，不能对材料在某一实际使用环境下的寿命进行预测，但作为一种经典的加速试验方法还是具有一定意义的。

材料的大气腐蚀所造成的损失占全部腐蚀的一半.因此,开展大气腐蚀与防护对策的研究具有重要意义。

美国试验与材料学会(ASTM) 自1916年便开始大气腐蚀的研究,Larrabee等先后进行大气腐蚀数据积累工作,总结腐蚀规律,探讨腐蚀机理。

我国材料自然环境(大气、海水、土壤) 腐蚀试验开始于20 世纪50 年代中期,1955 年开始建立大气腐蚀试验网站,60 年代中期至70 年代末期试验一度中断。

1980 年我国大气、海水、土壤腐蚀试验网站全部恢复建设,开始了我国常用材料大气、海水、土壤环境中长期、系统的腐蚀试验研究,并取得了大量有价值的研究成果。

本文主要以铝和铝合金为例简单阐述大气腐蚀的危害和防护。

铝和铝合金具有优异的性能,在交通、能源、食品、电子等领域都有广泛的应用, 特别是航空工业。

大多数铝和铝合金有良好的抗大气腐蚀性能,可以在没有保护的情况下长期地使用,不会由于出现孔蚀而导致结构失效。

暴露在大气中的铝合金表面逐渐地由光亮变暗、灰白,甚至变黑(在污染的大气中)。

铝合金在大气中的腐蚀一般表现为表面出现浅坑从而变得粗糙不平,但没有明显的厚度减少。

对铝-铜系和铝-锌-镁系高强铝合金是个例外,它们可能出现晶间腐蚀或者层状腐蚀,尤其在腐蚀性的工业大气和海洋大气中非常显著。

随着我国工业化进程的发展和经济目标的定位,中国的大气污染程度有加重的趋势,铝和铝合金的大气腐蚀问题将会较先前明显；而且人们对铝合金的耐大气腐蚀性有了更高的要求,既保持性能,又要有良好的外观。

大气腐蚀的传统研究方法大气腐蚀的传统研究方法包括大气环境暴露试验、室内加速腐蚀试验、表面腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析等等,传统的失重法一直是确定大气腐蚀速度的方法,在分析技术上主要借助于一些物理手段,如X- 射线衍射分析(XRD) 、扫描电镜(SEM) 、电子探针法(EPMA) 、X- 射线光电子能谱法(XPS) 等。

2.1.1 大气环境暴露试验大气环境暴露试验包括户外暴露试验和室内暴露试验. 自然环境下的暴露试验一直是研究大气腐蚀最通常的试验方法. 大气暴露试验的优点是较能反映现场实际情况,所得的数据直观、可靠. 可以获得户外自然环境下金属的腐蚀特征、腐蚀规律,用来估算该环境下金属的使用寿命,为合理选材、有效设计和制定产品防护标准提供依据. 一般来说,大气环境暴露试验周期长,而且试验结果是多种环境因素共同作用的反映。

汽车部件环境类试验验证的方法.摘要：汽车在使用中会长期受到严酷的外在环境和气候的影响，导致性能衰减以致失效，影响汽车的使用寿命。

介绍了气候环境对产品性能质量的影响，叙述了汽车部品件在特殊环境下进行适应性模拟试验的验证方法及试验设备的选用，说明了汽车部品件环境类试验在汽车性能优化和提升过程中的重要作用。

今后环境试验方式将更为多样化，虚拟环境仿真试验将成为试验的重点发展方向。

关键词：汽车；环境；性能；部品件；试验汽车部品件质量的优劣直接决定汽车整车的质量，故在新产品研发阶段或者在汽车生产过程中，如果材料和工艺发生变化就要进行部品件型式试验，以确保产品质量。

汽车整车可靠性试验也能考核零部件的质量，但对于多数部品件考核不一定充分，况且耗资大、周期长，这样必须对一些部品件单独做台架试验。

汽车部品件的环境类试验从汽车的研发阶段开始，延续到产品定型、投产和量产后质量提升改进，是一项重要的基础性工作。

文章阐述了汽车部品件环境类试验所需的检测项目以及设备的选择应用。

１汽车部品件环境类试验介绍汽车部品件环境类试验主要是对产品选用的材料、总成及零部件的环境适应性进行试验评价，要求汽车部品件在一定的环境因素和强度下不受损坏或能正常工作，各项功能参数符合设计要求。

试验室部品件试验的要求是根据试验条件正确地确定载荷，进行夹具设计、台架安装、试验及数据处理。

在定型阶段，应进行环境鉴定试验和必要的使用环境试验，验证所设计产品的环境适应性是否满足规定的要求，为定型鉴定提供决策依据；在生产阶段，应进行环境验收试验和环境例行试验，验证产品生产过程的稳定性，为批量生产产品验收提供决策依据；在使用阶段，应开展必要的使用环境试验和自然环境试验，为评价产品的环境适应性提供信息。

如果按照汽车构件来分类，大致可分为汽车电器件试验、底盘件试验、车身及附件试验。

若按照试验种类来分类，可分为耐高低温、湿度试验、耐腐蚀试验、耐振动试验及耐久试验等。

通过试验可以从研发阶段发现汽车设计中存在的缺陷，及时采取纠正和防护措施，从而提升汽车的环境适应能力。