材料耐腐蚀性能的评价方法
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材料耐腐蚀性能的评价方法材料的耐腐蚀性能评价是衡量材料在特定腐蚀环境中抵抗腐蚀的能力。
材料的耐腐蚀性能评价是确保材料能够在特定工作环境下具备稳定性和可靠性的关键要素之一、下面将介绍几种常用的材料耐腐蚀性能评价方法。
1.实验方法实验方法是最常用的评价材料耐腐蚀性能的方法之一、通过设计和执行腐蚀实验,来评估材料的抗腐蚀性能。
常见的实验方法包括浸泡试验、加速腐蚀试验和电化学测量。
浸泡试验是将待评价材料完全浸入特定腐蚀介质中,观察材料的质量损失、表面变化以及腐蚀产物的生成情况。
这种方法可以模拟真实工作环境,但是实验周期长,需要考虑因素较多。
加速腐蚀试验是在实验室中通过模拟工作环境中的腐蚀条件,加速材料的腐蚀过程。
常见的加速腐蚀试验方法包括盐雾试验、湿热试验和循环腐蚀试验等。
通过这些加速腐蚀试验方法,可以快速评估材料的耐腐蚀性能。
电化学测量是通过在腐蚀介质中浸泡一个工作电极、参比电极和计数电极,根据材料在腐蚀介质中的电化学行为来评估材料的耐腐蚀性能。
常见的电化学测量方法包括极化曲线和交流阻抗谱法。
2.材料性能参数通过对材料的特定性能参数进行测量和分析,可以评估材料的耐腐蚀性能。
常见的材料性能参数包括腐蚀速率、失重率、腐蚀电流密度、阻抗等。
通过对这些性能参数的分析,可以评估材料的耐腐蚀性能。
腐蚀速率指的是材料在腐蚀介质中单位时间内腐蚀的深度。
失重率是通过测量材料在腐蚀介质中的质量损失来评估材料的耐腐蚀性能。
腐蚀电流密度是通过电化学测量中的极化曲线来计算的。
阻抗是通过电化学测量中的交流阻抗谱法得到的一个参数。
3.腐蚀产物分析通过对材料腐蚀产物进行分析,可以评估材料的耐腐蚀性能。
腐蚀产物是材料在腐蚀过程中生成的物质,可以通过化学分析、物理分析和电子显微镜等方法进行分析。
腐蚀产物的分析可以帮助了解材料腐蚀过程的机理和材料的耐腐蚀性能。
总结起来,材料耐腐蚀性能的评价方法包括实验方法、材料性能参数的测量和分析,以及腐蚀产物的分析等。
第三,当材料表面覆盖着较厚的腐蚀产物时,进行观察腐蚀形貌时一定要注意将取出腐蚀产物前后的形貌进行综合对比,才能获得准确的结论。
两种材料在未去除腐蚀产物之前形貌相同,去除腐蚀产物后腐蚀形态可能会大相径庭。
例如,316L不锈钢在80℃Na2SO4和NaCl混合溶液中腐蚀4小时后的腐蚀形貌同ZE41镁合金在NaCl溶液中腐蚀12小时的形貌基本相同,腐蚀产物都呈现龟裂状。
但是,去除腐蚀产物后发现,二者的腐蚀形态截然不同:316L不锈钢80℃Na2SO4和NaCl混合溶液中发生的是均匀腐蚀图5,而ZE41发生的则是点蚀,图6。
316L不锈钢80℃Na2SO4和NaCl混合溶液浸泡,去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌ZE41镁合金在NaCl溶液浸泡,去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌1.1.1电化学测试法电化学测试方法是一种能够快速、准确地用于研究材料腐蚀的现代研究方法。
由于材料的腐蚀大多数属于电化学腐蚀,因此电化学测试方法在腐蚀中应用的非常广泛。
与重量法和表面观察法相比,电化学测试方法不但能够研究材料的腐蚀速度,还能够深入地研究材料的腐蚀机理。
电化学测试方法经过近50年的发展,按外加信号分类大致可以分为直流测试和交流测试;按体系状态分类可以分为稳态测试和暂态测试。
直流测试包括动电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、恒电流/恒电位法、等等;而交流测试则包括阻抗测试和电容测试。
对于稳态测试方法,通常包括动电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、电化学阻抗谱;而暂态测试包括恒电流/恒电位法、电流阶跃/电位阶跃法和电化学噪声法。
在诸多的电化学测试方法中,动电位极化曲线法和循环极化法是最基本,也是最常用的方法。
从上一节的内容可以得知,根据材料的腐蚀电化学行为,可以将材料分为两大类:活性溶解材料和钝性材料。
对于不同种类的材料,在评价其耐蚀性能时要采用不同的标准。
对于活性溶解行为的材料(镁合金、碳钢、低合金钢等)来说,仅仅采用)的高低来评价材料的腐蚀性能是不对的。
耐腐蚀性能的评价据《金属防腐蚀手册》(中国腐蚀与防护学会)对金属材料耐腐蚀性规定见表1-1-5(4)晶间腐蚀:在特定介质中,局部地沿着结晶粒子边界向深度方向腐蚀的形式称晶间腐蚀。
这种腐蚀,外面看不出腐蚀迹象,严重的晶间腐蚀可以穿过整个机体厚度。
产生晶间腐蚀的原因是当奥氏体不锈钢在500~700℃时,由于沿晶粒边界析出碳化铬Cr23C6功FeCr化合物——称0相,使晶界周围贫铬(阴极)——贫铬区(阳级)电池,使晶界贫铬区产生腐蚀。
由上述可看出产生晶间腐蚀是有条件的。
晶间腐蚀其内因是必须有碳化铬或0相沿晶界析出使晶界贫格,其外因是必须有腐蚀贫铬区的介质。
水和一些中性溶液并不腐蚀贫铬区,所以即使存在贫铬区也不会产生晶间腐蚀。
如果晶界不贫铬,即使有产生晶间腐蚀的介质也不会产生晶间腐蚀。
所以产生晶间腐蚀的内因、外因缺一不可。
产生贫铬的原因;一是钢水化学成分不合格,如碳高、铬低或含钛、铌的不锈钢中碳钛比或碳铌比够。
二是热处理工艺不正确或焊接或加工时加热至碳化物析出温度,而在900℃到400℃冷却速度不够快而析出碳化物造成贫铬。
2.1.1.2控制晶间腐蚀的方法。
晶间腐蚀是奥氏体不锈钢最常见的腐蚀,其危害程度极大,在使用时必须给予控制。
控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀有三种方法;(1)执行正确的热处理工艺,将钢加热至1100℃水淬(急冷)使碳化物向固溶体中溶解。
但是,不同牌号的奥氏体不锈钢其淬火加热温度不完全都是1100℃,执行中要按标准规定。
(2)加入固定碳的元素钛或铌。
钛(Ti)铌(Nb)这两种元素同碳的亲和力大于Cr同碳的亲和力,在高温下生成Tic或Nbc,从而减少了Cr的碳化物析出量。
(3)采用含碳量≤0.03%的超低碳不锈钢2.1.1.3晶间腐蚀检验晶间腐蚀检验的前提是试样的化学万分合格并经固溶处理。
晶间腐蚀检验用的试片是80X18X3(长X宽X高),上下两平面磨至Ra0.8的溥片,并分为敏化状态试片和交货试片两种。
石墨块的耐腐蚀评价1. 引言石墨块是一种具有优异耐腐蚀性能的材料,广泛应用于化工、电力、冶金等领域。
本文将对石墨块的耐腐蚀性能进行评价,包括耐酸、耐碱、耐盐等方面,旨在为相关行业提供参考和指导。
2. 石墨块的基本性质石墨块是由高纯度天然石墨经过高温烘烤而成的块状材料。
它具有以下基本性质:•导电性:石墨块是一种良好的导电材料,具有优异的电导性能。
•热稳定性:石墨块具有较高的热稳定性,能够在高温环境下长时间稳定运行。
•机械强度:石墨块具有较高的机械强度,能够承受一定的外力和压力。
•耐腐蚀性:石墨块具有优异的耐腐蚀性能,能够抵抗酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀。
3. 石墨块的耐酸性评价3.1 酸介质的分类酸介质可以分为无机酸和有机酸两类。
无机酸包括硫酸、盐酸、硝酸等,有机酸包括乙酸、柠檬酸、醋酸等。
3.2 石墨块的耐酸性能石墨块在不同酸介质中的耐腐蚀性能如下:•硫酸:石墨块具有良好的耐硫酸性能,能够在浓度为98%的硫酸中长期稳定使用。
•盐酸:石墨块对盐酸具有优异的耐蚀性,能够在浓度为37%的盐酸中长期使用。
•硝酸:石墨块对硝酸有较好的耐蚀性,能够在浓度为70%的硝酸中使用。
•乙酸:石墨块对乙酸具有较好的耐蚀性,能够在浓度为90%的乙酸中使用。
3.3 石墨块的耐酸性能优势石墨块具有以下优势:•耐高温:石墨块能够在高温下长期稳定运行,适用于高温酸介质的腐蚀环境。
•低渗透性:石墨块具有较低的渗透性,能够有效防止酸介质渗透到基材中。
•耐腐蚀性:石墨块能够抵抗多种酸介质的侵蚀,延长设备的使用寿命。
4. 石墨块的耐碱性评价4.1 碱介质的分类碱介质可以分为强碱和弱碱两类。
强碱包括氢氧化钠、氢氧化钾等,弱碱包括氢氧化铵、氢氧化钙等。
4.2 石墨块的耐碱性能石墨块在不同碱介质中的耐腐蚀性能如下:•氢氧化钠:石墨块对氢氧化钠具有良好的耐蚀性,能够在浓度为30%的氢氧化钠溶液中使用。
•氢氧化钾:石墨块对氢氧化钾有较好的耐蚀性,能够在浓度为10%的氢氧化钾溶液中使用。
耐腐蚀测试标准
耐腐蚀测试标准因产品类型和测试要求而异。
以下是一些常见的耐腐蚀测试标准和相应的方法:
1. 盐雾试验:用于测试金属材料在盐雾环境中的耐腐蚀性能。
测试方法包括中性盐雾试验(NSS)、酸性盐雾试验(ASS)和铜加速盐雾试验(CASS)。
其中,NSS是最常用的盐雾试验方法。
2. 腐蚀试验:用于测试材料在特定环境下的耐腐蚀性能。
测试方法包括大气暴露试验、土壤腐蚀试验和水腐蚀试验等。
3. 交变盐雾试验:用于测试金属材料在交变盐雾环境中的耐腐蚀性能。
测试方法包括循环盐雾试验和周期性盐雾试验等。
4. 加速腐蚀试验:用于加速材料腐蚀速率以评估其耐腐蚀性能。
测试方法包括恒温恒湿试验、高温高湿试验和二氧化硫加速试验等。
5. 耐蚀性评价:用于评估材料在不同环境下的耐蚀性等级。
测试方法包括腐蚀速率测量、腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析等。
这些耐腐蚀测试标准和方法可以根据不同的产品类型和测试要求进行选择和应用。
在实际操作中,需要根据产品
特点和使用环境选择合适的测试方法和标准,以评估材料的耐腐蚀性能。
石墨块的耐腐蚀评价
石墨块是一种具有优异耐腐蚀性能的材料,其耐腐蚀评价主要取决于以下几个方面:
1. 腐蚀介质的性质:石墨块的耐腐蚀性能取决于腐蚀介质的性质,包括酸、碱、盐等。
一般来说,石墨块在酸性介质中具有良好的耐腐蚀性能,如硫酸、盐酸、硝酸等。
在强碱性介质下,石墨块的耐腐蚀能力较弱。
在盐和有机溶剂等其他介质下,石墨块也表现出良好的耐腐蚀性能。
2. 石墨块的材质:石墨块的材质会影响其耐腐蚀性能,一般来说,高纯度的石墨块具有更好的耐腐蚀性能。
常见的石墨块材质有晶体石墨、天然石墨、人工石墨等。
其中,晶体石墨具有最佳的耐腐蚀性能,而人工石墨相对较差。
3. 温度:温度也是评价石墨块耐腐蚀性能的重要指标之一。
在高温环境下,石墨块可能会发生氧化或者烧蚀现象,从而影响其耐腐蚀性能。
不同类型的石墨块具有不同的耐高温性能,可以根据具体的工作温度选择合适的石墨块材质。
4. 结构设计:石墨块的结构设计也对其耐腐蚀性能产生影响。
合理的结构设计可以减少介质对石墨块的侵蚀,提高耐腐蚀性能。
常见的结构设计包括表面涂层、防腐衬里、增加厚度等。
总之,石墨块在一定的工作条件下具有良好的耐腐蚀性能,但在具体应用中需要综合考虑介质特性、材质选择、工作温度等因素,以确保其能够正常使用,提供长期的耐腐蚀性能。
1.1材料耐腐蚀性能的评价方法工程材料在使用时,一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。
也就是说,材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀,从而导致工程结构的失效。
因此,如何评价在工况环境下,材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。
概括起来,工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类:重量法、表面观察法和电化学测试法。
1.1.1重量法重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本,同时也是最为有效可信的定量评价方法。
尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点,但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化,可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。
也正因为如此,它一直在腐蚀研究中广泛使用,是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。
重量法分为增重法和失重法两种,他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。
前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样,后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。
当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时,应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后,在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。
对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况,通常可以考虑采用失重法。
例如,通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时,就通常采用失重法, 图1。
而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况,例如材料的高温腐蚀,通常可以考虑采用增重法图2。
为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较,必须采用电位面积上的重量变化为表示单位,及平均腐蚀速度,如g.m -2h -1。
根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间的平均腐蚀深度,如m/a 。
这两类的速度之间的换图1 失重法测试镁合金腐蚀速度Ni –30Cr –8Al –0.5Y 铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在(a )1000℃高温氧化增重动力学曲线 (b) Na 2SO 4+25%wtNaCl 热腐蚀增重动力学曲线算公式为:ρAB 73.8=式中 A-按重量计算的腐蚀速度,g.m -2h -1;B-按深度计算的腐蚀速度,mm/a ; ρ-金属材料密度, g.cm -3。
1.1材料耐腐蚀性能的评价方法工程材料在使用时,一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。
也就是说,材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀,从而导致工程结构的失效。
因此,如何评价在工况环境下,材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。
概括起来,工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类:重量法、表面观察法和电化学测试法。
1.1.1重量法重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本,同时也是最为有效可信的定量评价方法。
尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点,但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化,可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。
也正因为如此,它一直在腐蚀研究中广泛使用,是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。
重量法分为增重法和失重法两种,他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。
前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样,后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。
当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时,应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后,在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。
对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况,通常可以考虑采用失重法。
例如,通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时,就通常采用失重法, 图1。
而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况,例如材料的高温腐蚀,通常可以考虑采用增重法图2。
为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较,必须采用电位面积上的重量变化为表示单位,及平均腐蚀速度,如g.m -2h -1。
根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间内的平均腐蚀深度,如m/a 。
这两类的速度之间的图1 失重法测试镁合金腐蚀速度Ni –30Cr –8Al –0.5Y 铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在(a )1000℃高温氧化增重动力学曲线 (b) Na 2SO 4+25%wtNaCl 热腐蚀增重动力学曲线换算公式为:ρAB 73.8=式中 A-按重量计算的腐蚀速度,g.m -2h -1;B-按深度计算的腐蚀速度,mm/a ; ρ-金属材料密度, g.cm -3。
金属材料腐蚀性能检验流程及防护措施金属材料腐蚀性能检验是一项重要的检测工作,主要用于评估金属材料在特定环境条件下的耐腐蚀性能。
下面将介绍金属材料腐蚀性能检验的流程以及相应的防护措施。
一、金属材料腐蚀性能检验流程:1. 确定测试材料和测试条件:根据实际需要,选择待测试的金属材料以及相应的腐蚀介质和腐蚀温度。
2. 制备试样:根据所选用的测试方法,按照相应的标准规范制备试样。
试样制备包括材料切割、尺寸加工、表面处理等步骤。
3. 腐蚀测试:将试样置于腐蚀介质中进行浸泡或暴露测试。
根据测试需要,可以选择不同的腐蚀测试方法,如浸泡法、喷淋法、反应器法等。
4. 腐蚀时间控制:根据测试要求,确定腐蚀时间。
一般情况下,腐蚀时间较长可以更准确地评估材料的腐蚀性能,但测试周期也相应延长。
5. 观察和记录:在腐蚀完成后,观察试样的表面变化。
可以使用光学显微镜、扫描电子显微镜等设备对试样进行观察,并记录腐蚀程度、腐蚀形貌等数据。
6. 结果分析和评价:根据观察和记录的数据,对试样的腐蚀程度进行评价和分析。
可以采用图像分析、电化学分析等方法,进一步评估材料的耐腐蚀性能。
7. 报告编写和结论:根据实际需要,编写检测报告,并给出相应的结论和建议。
报告中应包含详细的测试过程、测试结果以及对于材料腐蚀性能的评价。
二、金属材料腐蚀性能检验的防护措施:1. 选择适当的材料:在实际应用中,根据不同的工作环境和介质的性质,选择适合的金属材料,提高其耐腐蚀性能。
2. 表面处理:加强金属材料的防护性能,可以对其表面进行处理。
例如,镀层处理、阳极保护等可以有效延缓金属材料的腐蚀速度。
3. 使用涂层材料:对一些特殊环境下的金属材料,可以使用涂层材料进行保护。
涂层可以起到物理隔离、化学稳定等作用,提高材料的耐腐蚀性能。
4. 控制环境条件:在使用金属材料时,可以通过控制环境条件来减少材料的腐蚀速度。
例如,降低温度、保持干燥等措施可以有助于减少腐蚀。
5. 定期检查和维护:对于已经使用的金属材料,应定期检查其腐蚀情况,并进行相应的维护和修理。
(原创实用版5篇)编制人员:_______________审核人员:_______________审批人员:_______________编制单位:_______________编制时间:____年___月___日序言下面是本店铺为大家精心编写的5篇《iso11930 防腐挑战试验方法》,供大家借鉴与参考。
下载后,可根据实际需要进行调整和使用,希望能够帮助到大家,谢射!(5篇)《iso11930 防腐挑战试验方法》篇1ISO 11930是关于防腐挑战试验的标准,该标准规定了评估在腐蚀性介质中材料耐久性的方法。
ISO 11930提供了一种系统的方法,用于确定材料在各种腐蚀性环境中的耐久性,包括均匀腐蚀、局部腐蚀和其他类型的腐蚀。
ISO 11930包含以下主要部分:1. 第一部分:概述和试验原理2. 第二部分:试验方法3. 第三部分:结果评价ISO 11930标准已被许多国家所接受,并被许多国际组织所引用。
在中国,该标准由国家质量监督检验检疫总局于2004年5月17日发布,并于2004年12月1日开始实行。
《iso11930 防腐挑战试验方法》篇2ISO 11930是关于防腐挑战试验的标准,该标准规定了评估在腐蚀性环境中使用的防护等级和涂层在预期使用条件下防腐性能的标准试验方法。
ISO 11930通过模拟实际使用条件,如高温、低温、湿热、干湿交替等,来评估产品的防腐性能。
这些条件可以模拟海洋、河流、湖泊和河流等水环境中常见的腐蚀性条件。
在进行ISO 11930试验时,需要将样品暴露于这些条件下,然后观察其表面和内部的腐蚀情况。
根据观察结果,可以评估产品的防腐性能,并确定其是否符合标准。
《iso11930 防腐挑战试验方法》篇3ISO 11930是关于防腐挑战试验的国际标准,该标准由国际标准化组织于1999年发布。
该标准规定了用于评估材料在特定环境条件下耐腐蚀性能的试验方法。
ISO 11930提出了以下步骤来进行防腐挑战试验:1. 准备试样:选择适当的材料(如不锈钢、铝、铜等)制成试样。
1.1材料耐腐蚀性能的评价方法工程材料在使用时,一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。
也就是说,材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀,从而导致工程结构的失效。
因此,如何评价在工况环境下,材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。
概括起来,工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类:重量法、表面观察法和电化学测试法。
1. 1. 1重量法重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本,同时也是最为有效可信的定量评价方法。
尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点,但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化,可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。
也正因为如此,它一直在腐蚀研究中广泛使用,是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。
重量法分为增重法和失重法两种,他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。
前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样,后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。
当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时,应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后,在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。
对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况,通常可以考虑采用失重法。
例如,通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时,就通常采用失重法,图lo图1失重法测试镁合金腐蚀速度而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况,例如材料的高温腐蚀,通常可以考虑采用增重法图2o动力学曲线(b) Na2S0i+25%wtNaCI 热腐蚀增重动力学曲线为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较,必须米用电位面积上的重量变化为表示单位,及平均腐蚀速度,如 g. m-Vo 根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间内的平均腐蚀深度,如m/ao 这两类的速度之间的 (a) 1000 C 高温氧化增重48 h imn^er^on亠宫EJyE) s胆《8IE豆为主期—厅玄f J3TN常 .4 --■— casl alloy +--sputfefed coatirig ・ akimimted coatingNi - 30Cr - SAI - 0.5Y 铸态合金.溅射涂层.渗铝涂层在LE 刍口••陰益七量s 40 eo Tiime (h) 100 O换算公式为:A B =8. 73 —P式中A-按重量计算的腐蚀速度,g.mBfl按深度计算的腐蚀速度,mm/aP 金属材料密度,g. cm -%从腐蚀实验前后的试样重量变化计算腐蚀速度V (mm/a,公式为:87600 : W式中M 试样失重,g ;P 金属材料密度,g. cm -3;A-试样面积,cm 2;t -试验周期,ho失重法的关键操作之一就是完全清除腐蚀产物,而又不损伤基体金属。
常用工程 材料去处表面腐蚀产物的标准方法如表所示。
采用失重法对材料进行腐蚀性能评价时,由于不同的研究者会采用不同的试样尺寸、 腐蚀介质以及试验温度,导致所获得的数据很难具有可比性。
因此,为了解决这个问题, 人们规范了一种标准的腐蚀试验方法一盐雾腐蚀试验。
目前,工业界普遍通过盐雾试验并 结合失重测试来表征材料的耐腐蚀性能。
根据 ASTM B117的要求,试样以15-30度的倾角放置,采用5%勺NaCI 溶液进行雾化喷雾,试验温 度35 ° C 。
盐雾实验要求盐雾箱内的容积要足够大,不得将盐雾直接喷射到实验的表面。
1. 1.2表面观察法1. 121 宏观观察就是对材料在腐蚀前后及去除腐蚀产物前后的形态做肉眼分析,还应该注意 腐蚀产物的形态和分布,以及他们的厚度、颜色、致密度和附着性;同时还应该注意腐蚀 介质中的变化,包括溶液的颜色,腐蚀产物在溶液中的形态、颜色、类 型和数量等。
虽然 这种观察是很粗糙的,但任何精细的服饰研究都辅以这种方法。
1. 122 显微观测--At /汉汉 VP就是对受腐蚀的试样进行金相检查或断口分析,或者用扫描电镜、透射电镜、电子探针等做微观组织结构和相成分的分析,据此可研究微细的腐蚀特征和腐蚀动力学。
一些工程材料中,常见腐蚀形态的显微形貌如图所示。
对受腐蚀的试样进行显微观察时,需要注意的几点是:第一,在观察表面形貌时,特别是一些局部腐蚀的形貌时,一定要注意腐蚀截面形貌的观察。
这是因为局部腐蚀可能在材料表面所造成的腐蚀并不很显著,而在材料的内部发展。
不锈钢等材料的点蚀就是一例,图3。
图3不锈钢丝上的点蚀,可以看到典型的花边第二,在观察材料的氧化膜截面形貌时,要注意釆用扫描电子显微镜的背散射模式进行观察。
扫描电镜在腐蚀形貌观察时,通常有两种工作模式,一种是二次电子相模式,一种是背散射模式。
二次电子相通过测试二次电子,来获得试样表面的形貌,而背散射模式则可以通过测试背散射电子,获得试样表面元素分布的情况。
通过背散射模式观察腐蚀试样氧化膜界面的形貌,可以很容易地分辨出氧化膜内元素的分布,从而判断出氧化膜是单层结构还是多层结构,图4oXi-platingES第三,当材料表面覆盖着较厚的腐蚀产物时,进行观察腐蚀形貌时一定要注意将取出腐蚀产物前后的形貌进行综合对比,才能获得准确的结论。
两种材料在未去除腐蚀产物之前形貌相同,去除腐蚀产物后腐蚀形态可能会大相径庭。
例如,316L不锈钢在80C NaSQ和NaCl混合溶液中腐蚀4小时后的腐蚀形貌同ZE41镁合金在NaCl溶液中腐蚀12小时的形貌基本相同,腐蚀产物都呈现龟裂状。
但是,去除腐蚀产物后发现,二者的腐蚀形态截然不同:316L不锈钢80E NaSQ和NaCl混合溶液中发生的是均匀腐蚀图5,而ZE41发生的则是点蚀,图6。
316L不锈钢80 E NaSQ和NaCl混合溶液浸泡,去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌站府X6QQ ±Q4m QQDO 1+HSEI1. 1. 3电化学测试法电化学测试方法是一种能够快速、准确地用于研究材料腐蚀的现代研究方法。
由于材料的腐蚀大多数属于电化学腐蚀,因此电化学测试方法在腐蚀中应用的非常广泛。
与重量法和表面观察法相比,电化学测试方法不但能够研究材料的腐蚀速度,还能够深入地研究材料的腐蚀机理。
电化学测试方法经过近50年的发展,按外加信号分类大致可以分为直流测试和交流测试;按体系状态分类可以分为稳态测试和暂态测试。
直流测试包括动电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、恒电流/恒电位法、等等;而交流测试则包括阻抗测试和电容测试。
对于稳态测试方法,通常包括动电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、电化学阻抗谱;而暂态测试包括恒电流/恒电位法、电流阶跃/电位阶跃法和电化学噪声法。
在诸多的电化学测试方法中,动电位极化曲线法和循环极化法是最基本,也是最常用的方法。
从上一节的内容可以得知,根据材料的腐蚀电化学行为,可以将材料分为两大类:y舌'性溶角军材料禾口¥0性材料。
对于不同种类的材料,在评价其耐蚀性能时要采用不同的标准。
对于活性溶解行为的材料(镁合金、碳钢、低合金钢等)来说,仅仅采用腐蚀电位(Ecorr)的高低来评价材料的腐蚀性能是不对的。
这种错误的认识来源于仅仅关注了材料腐蚀的热力学趋势,而忽略了材料的腐蚀动力学特征。
在评价活性溶解材料的耐蚀能力时,首要的参数是腐蚀电流(icorr),腐蚀电流越小,材料的耐蚀性能越好,这是因为腐蚀电流是由材料的溶解所造成的。
AZ91E和MEZ两种镁合金的极化曲线如图7所示,从图中可以看出:尽管MEZ合金的腐蚀电位远远低于AZ91E合金,但是考虑到MEZ合金的腐蚀电流要明显小于AZ91E合金,所以MEZ合金的耐蚀性能应当高于AZ91E合金,这一点从盐雾腐蚀失重和金相观察结果中都得到了证实。
-1. 60 -1. 56 -1,80 -1.75 70 46550只要当两种材料的腐蚀电流大体相同时,腐蚀电位才是一个需要考虑的参数,腐蚀电位越高,材料的耐蚀性能越好。
举一个例子可以有助于更好的理解这句话,图8:当电位为a时,纯镁处在腐蚀电位,纯镁发生腐蚀;而AZ91D镁合金则处在阴极状态,没有发生腐蚀。
当电位为b时,纯镁处在阳极电位而发生严重的腐蚀;与之对比,AZ91D镁合金则还处在阴极状态,没有发生腐蚀。
当电位为c时,纯镁和AZ91D镁合金都处在阳极电位下,但是AZ91D镁合金的阳极电流则明显小于纯镁,此时AZ91D的腐蚀速度低于纯镁。
从上述的三种典型的情况来看,AZ91D合金在各个电位下其溶解电流都小于纯镁,所以可以判断AZ91D合金的耐蚀能力优于纯镁。
i (A/cm )综合上面的论述,可以对活性溶解材料耐蚀性能的评价标准做一下总结:首先要看腐蚀电流的大小,腐蚀电流越小,材料的耐蚀性能越好;当材料的腐蚀电流相差不大时,腐蚀电位越高,材料的耐蚀性能越好。
对于钝性材料(铝合金、钛合金、不锈钢、镰合金、错合金)来说,在评价此类材料的耐蚀性能时,应当评价材料钝化区的性能,而不是去比较材料的腐蚀电流和腐蚀电位。
这是因为由于材料能够钝化,所以在工程应用过程中,人们都会将这些材料做钝化处理后才使用。
通过动电位极化曲线可以获得两个表征材料腐蚀性能的参数:击破电位Eb和维钝电流i pass。
击破电位越高材料的耐蚀性能越好;维钝电流越低材料的耐蚀性能越好。
例如,在0.1M HsBO+O. 025M Na出0溶液中(图9 ),纳米李晶镰与铸态纯镰相比,击破电位升高,维钝电流减小,经过纳米李晶后,镰的耐蚀能力得到了明显的提08io'8 10710^ 10'510^ 10"3II Acm'2图9再比如,经过载波钝化处理之后,A890双相不锈钢的击破电位变化不大,但是维钝电流却显著下降,这说明载波后的双相不锈钢耐蚀能力明显增强。
图10 1-2-0.41E*1O 1E-9 IE-7 IE-6 IE-5 1E*4 1E*31/A cm"在评价工程材料的耐蚀能力时,有这样一种非常困扰的现象是经常遇到的,如图11所示。
lCrl7Ni2不锈钢的击破电位低于lCrl2Ni2WMoVN不锈钢,但是lCrl2Ni2WMoVN不锈钢的维钝电流却咼于lCrl7Ni2不锈钢。
根据上面介绍的评价标准,很难判断那种材料的耐蚀性能更好。
因此,需要引入评价钝性材料耐蚀性能的第三个标准,保护电位Ep o保护电位通过测试循环极化曲线获得,用于表征材料在发生点蚀之后的自钝化、自修补能力。
按照AST循环极化曲线的测试标准,扫描电位从相对开路电位(OCP-300mV开始,至电流密度达到1 2时,开始负方向电位扫描,直至电位达到相对开路电位(0CP - 300mV寸结束,扫描速度ImV/So负方向扫描曲线与阳极极化曲线的交点即为保护电位。
lCrl7Ni2不锈钢和lCrl2Ni2WMoVN不锈钢的循环极化曲线如图12所示,可以发现lCrl7Ni2不锈钢的负方向扫描曲线与阳极极化曲线相交,而lCrl2Ni2WMoVN不锈钢的负方向扫描曲线则与阴极极化曲线相交,这说明lCrl7Ni2不锈钢具有保护电位,而lCrl2Ni2WMoVN不锈钢则没有。