金屬腐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隙腐蝕孔蝕應(ying)力(li)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(yi)、金屬的實驗室重量法腐(fu)蝕試驗


  它是(shi)(shi)(shi)根據腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)前后試(shi)(shi)(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)變化來測定金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv),并(bing)以此判斷材料的(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能(neng)。試(shi)(shi)(shi)驗時,如(ru)果金(jin)(jin)屬(shu)溶解于介質中(zhong),試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)減小,可(ke)以用失(shi)量(liang)(liang)(liang)法測量(liang)(liang)(liang);如(ru)果腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產物的(de)(de)(de)組分(fen)已知,并(bing)且(qie)牢固地附著在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)上,或者腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產物完全(quan)能(neng)收集起(qi)來,可(ke)以用增(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong)法測量(liang)(liang)(liang);如(ru)果當金(jin)(jin)屬(shu)溶解時,一部分(fen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產物脫落,一部分(fen)溶解的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)又沉積在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)(biao)面(mian)上,那末,試(shi)(shi)(shi)樣(yang)可(ke)能(neng)是(shi)(shi)(shi)增(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong),也可(ke)能(neng)是(shi)(shi)(shi)失(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)。然而試(shi)(shi)(shi)樣(yang)既有明顯(xian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),而增(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)與失(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)相(xiang)等(deng),試(shi)(shi)(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)完全(quan)不變的(de)(de)(de)情況,在(zai)實際中(zhong)卻(que)是(shi)(shi)(shi)極(ji)罕見的(de)(de)(de)。失(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)法是(shi)(shi)(shi)常見金(jin)(jin)屬(shu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)法中(zhong)最常用的(de)(de)(de)方(fang)法,但它只適應(ying)全(quan)面(mian)(均勻)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),對于有高度(du)選(xuan)擇(ze)性的(de)(de)(de)局(ju)部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)毫無(wu)意(yi)義。


  在實驗(yan)室進行腐(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗(yan)時(shi),應盡量模擬(ni)有(you)關的(de)現(xian)場條件,如果條件允許的(de)話,應采用(yong)現(xian)場腐(fu)(fu)蝕介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)做(zuo)試(shi)(shi)驗(yan),當(dang)然(ran)也可采用(yong)模擬(ni)生產的(de)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi),加速腐(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗(yan)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)以及(ji)實驗(yan)室的(de)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)等。不(bu)銹鋼(gang)5%硫酸腐(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗(yan)方法(GB4334.6--84),主要適(shi)用(yong)測(ce)定含(han)鉬奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)在沸騰5%硫酸溶(rong)液中的(de)腐(fu)(fu)蝕失重量,以試(shi)(shi)驗(yan)不(bu)銹鋼(gang)的(de)耐(nai)均(jun)勻(yun)腐(fu)(fu)蝕性能。


二、晶間腐蝕試驗方法(fa)


  晶間(jian)腐蝕試驗(yan)方(fang)(fang)法很(hen)多,這些試驗(yan)方(fang)(fang)法的(de)原(yuan)理和適用范圍各不相同(tong),不同(tong)的(de)試驗(yan)方(fang)(fang)法適用于不同(tong)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)、合(he)金及(ji)不同(tong)的(de)環境介(jie)質(zhi),因此,正確(que)地(di)、合(he)理地(di)選(xuan)擇晶間(jian)腐蝕試驗(yan)方(fang)(fang)法極為重要(yao)。


  晶(jing)間腐蝕試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)大致(zhi)可以分(fen)為化(hua)(hua)學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)、電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)及(ji)物(wu)理試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)三大類(lei)。化(hua)(hua)學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)很多(見(jian)表(biao)2-1),比較成(cheng)熟(shu),應用廣(guang)泛(fan),其中(zhong)(zhong)一部分(fen)已列入國標,常見(jian)的(de)(de)(de)硫酸(suan)(suan)-硫酸(suan)(suan)銅試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)和(he)沸騰(teng)硝酸(suan)(suan)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)以后重點將(jiang)介紹。電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是正(zheng)在發展(zhan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa),尚未標準化(hua)(hua),它的(de)(de)(de)最大優點是快(kuai)速,不破壞試(shi)樣,世界上許多國家對(dui)這一方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)進行了廣(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)研(yan)究,有希望發展(zhan)成(cheng)為一類(lei)快(kuai)速、非破壞性的(de)(de)(de)現場試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。物(wu)理檢驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)中(zhong)(zhong)是以金相法(fa)(fa)(fa)和(he)彎曲(qu)法(fa)(fa)(fa)應用最廣(guang),特別是金相檢驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)應用較為廣(guang)泛(fan)。利(li)用金相或現代設備如電(dian)(dian)子顯微鏡和(he)電(dian)(dian)子顯微探針(zhen)等(deng)獲得(de)晶(jing)粒邊(bian)界附(fu)近的(de)(de)(de)組織(zhi)結(jie)構和(he)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua),判斷(duan)晶(jing)間腐蝕傾向。


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三、孔蝕試(shi)驗(yan)方法


  孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)試(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)(fa),概(gai)括(kuo)起來可以分為(wei)(wei)兩大(da)(da)類(lei)(lei):一類(lei)(lei)是(shi)化(hua)(hua)學浸泡(pao)法(fa)(fa)(fa),另一類(lei)(lei)是(shi)電化(hua)(hua)學測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)法(fa)(fa)(fa)。化(hua)(hua)學浸泡(pao)法(fa)(fa)(fa)見(jian)表2-2,這(zhe)些(xie)方法(fa)(fa)(fa)一直為(wei)(wei)人們廣泛(fan)采用(yong),技術上也較成(cheng)熟(shu),目前國內及許(xu)多國家都有(you)這(zhe)方面(mian)的(de)(de)標準(zhun),國內也有(you)這(zhe)方面(mian)的(de)(de)標準(zhun),另外還有(you)一些(xie)試(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)(fa)已經開展(zhan)了許(xu)多工(gong)作,并(bing)得到了認可。化(hua)(hua)學浸泡(pao)方法(fa)(fa)(fa)是(shi)將試(shi)(shi)樣(yang)浸泡(pao)在(zai)某些(xie)加(jia)速(su)的(de)(de)或天(tian)然的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)環(huan)境里,通過測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)蝕(shi)(shi)(shi)孔(kong)的(de)(de)重量(liang)(liang)(liang)(liang)損失、數(shu)目、深(shen)度(du)(du)和大(da)(da)小,測(ce)定金屬或合(he)金的(de)(de)耐孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)性能,或者通過測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)臨(lin)界(jie)孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)溫度(du)(du),蝕(shi)(shi)(shi)孔(kong)成(cheng)核所(suo)需的(de)(de)最(zui)低離子濃度(du)(du),確(que)定金屬和合(he)金的(de)(de)孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)敏感性。采用(yong)這(zhe)類(lei)(lei)方法(fa)(fa)(fa)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)最(zui)大(da)(da)優點是(shi)陰(yin)陽極(ji)過程均在(zai)發生(sheng)孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)上進行,具有(you)較大(da)(da)的(de)(de)陰(yin)極(ji)面(mian)積(ji),蝕(shi)(shi)(shi)孔(kong)不(bu)在(zai)表面(mian)上發展(zhan),而(er)是(shi)向試(shi)(shi)樣(yang)內部發展(zhan),這(zhe)與生(sheng)產實際情況相符。但是(shi),在(zai)天(tian)然條件下進行測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)時不(bu)方便、費時間。


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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(si)、應力(li)腐(fu)蝕破裂試驗


 根據加載(zai)方法(fa)的(de)不(bu)同,可(ke)以(yi)分為(wei)恒(heng)(heng)應變(bian)法(fa)、恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)法(fa)和恒(heng)(heng)應變(bian)速(su)(su)率法(fa)。恒(heng)(heng)應變(bian)法(fa)是通過某(mou)些機械手(shou)段,如手(shou)工(gong)(gong) 撬(qiao)杠尋壓機等把一(yi)(yi)定(ding)尺寸的(de)試(shi)(shi)樣(yang)彎(wan)至預定(ding)形態(tai)如U型(xing)、C型(xing)、彎(wan)梁型(xing)等,然后固(gu)定(ding);恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)法(fa)是將試(shi)(shi)樣(yang)一(yi)(yi)端固(gu)定(ding),另一(yi)(yi)端加上某(mou)一(yi)(yi)恒(heng)(heng)定(ding)的(de)靜載(zai)荷(he),使(shi)試(shi)(shi)樣(yang)產生(sheng)恒(heng)(heng)定(ding)應力(li)(li);恒(heng)(heng)應變(bian)速(su)(su)率法(fa)就是根據不(bu)同材(cai)料/介質體(ti)系,在(zai)特定(ding)的(de)應變(bian)速(su)(su)率數值,在(zai)一(yi)(yi)種(zhong)專門的(de)設(she)備-恒(heng)(heng)應變(bian)速(su)(su)率試(shi)(shi)驗(yan)機上,緩慢(man)而勻速(su)(su)地拉伸試(shi)(shi)樣(yang)。在(zai)實際生(sheng)產中,由于冷熱(re)加工(gong)(gong)常(chang)(chang)常(chang)(chang)會(hui)產生(sheng)殘余應力(li)(li),焊接殘余應力(li)(li)是最常(chang)(chang)見(jian)的(de)一(yi)(yi)種(zhong),因(yin)此(ci),焊接件也可(ke)用(yong)(yong)來作(zuo)為(wei)應力(li)(li)腐蝕破裂試(shi)(shi)驗(yan)用(yong)(yong)試(shi)(shi)樣(yang)。


 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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