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(kong)蝕(shi)應力(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、金屬的實驗室重量(liang)法腐蝕試驗


  它是根據腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)前(qian)后(hou)試(shi)(shi)(shi)樣重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)變化來測定金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率,并以此判斷材料的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)。試(shi)(shi)(shi)驗時,如果金(jin)屬(shu)溶解于介(jie)質中(zhong),試(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)減小(xiao),可(ke)以用失量(liang)法(fa)(fa)(fa)測量(liang);如果腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物的(de)(de)(de)(de)(de)組分(fen)(fen)已知,并且牢(lao)固地附著(zhu)在金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)上,或者(zhe)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物完全(quan)能(neng)(neng)收集起來,可(ke)以用增(zeng)(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong)法(fa)(fa)(fa)測量(liang);如果當(dang)金(jin)屬(shu)溶解時,一部(bu)分(fen)(fen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物脫(tuo)落,一部(bu)分(fen)(fen)溶解的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)又沉積在金(jin)屬(shu)試(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)上,那末,試(shi)(shi)(shi)樣可(ke)能(neng)(neng)是增(zeng)(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong),也可(ke)能(neng)(neng)是失重(zhong)(zhong)(zhong)。然而試(shi)(shi)(shi)樣既有明顯腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),而增(zeng)(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)與(yu)失重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)相等(deng),試(shi)(shi)(shi)樣重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)完全(quan)不變的(de)(de)(de)(de)(de)情況,在實際中(zhong)卻(que)是極罕見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)。失重(zhong)(zhong)(zhong)法(fa)(fa)(fa)是常見(jian)金(jin)屬(shu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)法(fa)(fa)(fa)中(zhong)最常用的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)(fa),但它只適(shi)應(ying)全(quan)面(mian)(均勻(yun))腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),對(dui)于有高度選擇性的(de)(de)(de)(de)(de)局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)毫無意(yi)義。


  在實驗(yan)(yan)室進(jin)行(xing)腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)(yan)時,應盡(jin)量模擬有關的(de)現(xian)場條(tiao)件,如果條(tiao)件允許的(de)話,應采用(yong)現(xian)場腐(fu)蝕(shi)介質做(zuo)試(shi)驗(yan)(yan),當然也(ye)可采用(yong)模擬生產的(de)介質,加(jia)速腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)(yan)介質以及實驗(yan)(yan)室的(de)介質等。不銹鋼(gang)5%硫(liu)酸(suan)腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)(yan)方法(GB4334.6--84),主(zhu)要(yao)適(shi)用(yong)測(ce)定含鉬(mu)奧氏體不銹鋼(gang)在沸(fei)騰5%硫(liu)酸(suan)溶(rong)液中(zhong)的(de)腐(fu)蝕(shi)失重量,以試(shi)驗(yan)(yan)不銹鋼(gang)的(de)耐均勻腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)。


二(er)、晶間腐蝕(shi)試(shi)驗(yan)方(fang)法


  晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)很(hen)多,這些試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)的原(yuan)理和適用(yong)范圍(wei)各不(bu)(bu)(bu)相同,不(bu)(bu)(bu)同的試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)適用(yong)于不(bu)(bu)(bu)同的不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼、合金及不(bu)(bu)(bu)同的環境介(jie)質,因此,正確(que)地、合理地選擇晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)(fa)極(ji)為重(zhong)要。


  晶(jing)間腐蝕試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)大(da)致可以分為(wei)(wei)(wei)化(hua)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)、電化(hua)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)及物理試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)三大(da)類。化(hua)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)很多(duo)(見表2-1),比較成熟,應(ying)用(yong)廣(guang)泛,其中一(yi)(yi)部分已列入國(guo)標(biao),常見的硫(liu)酸-硫(liu)酸銅試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)沸(fei)騰硝酸試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)以后重點將介(jie)紹。電化(hua)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是正在發展中的方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa),尚(shang)未標(biao)準化(hua),它的最(zui)大(da)優點是快速,不破(po)壞(huai)試(shi)(shi)(shi)樣,世界上許多(duo)國(guo)家對這一(yi)(yi)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)進行了廣(guang)泛的研究,有希望發展成為(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)類快速、非破(po)壞(huai)性(xing)的現場試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。物理檢驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)中是以金(jin)相法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)彎曲法(fa)(fa)(fa)應(ying)用(yong)最(zui)廣(guang),特別(bie)是金(jin)相檢驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)應(ying)用(yong)較為(wei)(wei)(wei)廣(guang)泛。利用(yong)金(jin)相或現代設備如電子顯微鏡和(he)(he)電子顯微探針(zhen)等獲得晶(jing)粒邊(bian)界附近的組(zu)織結構和(he)(he)化(hua)學(xue)成分的變化(hua),判斷(duan)晶(jing)間腐蝕傾(qing)向。


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三、孔(kong)蝕試驗方法


  孔蝕試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa),概括起來可以分為兩(liang)大(da)類:一類是(shi)化(hua)學浸(jin)泡(pao)法(fa)(fa),另一類是(shi)電(dian)化(hua)學測量(liang)(liang)法(fa)(fa)。化(hua)學浸(jin)泡(pao)法(fa)(fa)見表2-2,這(zhe)(zhe)些方法(fa)(fa)一直為人(ren)們廣泛采(cai)用,技(ji)術上也(ye)較成熟,目前國(guo)內(nei)及許多(duo)國(guo)家都有這(zhe)(zhe)方面的(de)(de)(de)(de)標準(zhun),國(guo)內(nei)也(ye)有這(zhe)(zhe)方面的(de)(de)(de)(de)標準(zhun),另外還有一些試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)已經開展了(le)許多(duo)工作,并(bing)得到(dao)了(le)認可。化(hua)學浸(jin)泡(pao)方法(fa)(fa)是(shi)將試(shi)樣浸(jin)泡(pao)在(zai)某些加速(su)的(de)(de)(de)(de)或天然(ran)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕環境里(li),通過測量(liang)(liang)蝕孔的(de)(de)(de)(de)重量(liang)(liang)損失、數(shu)目、深度(du)和(he)大(da)小,測定金屬(shu)或合金的(de)(de)(de)(de)耐孔蝕性能,或者通過測量(liang)(liang)臨(lin)界孔蝕溫度(du),蝕孔成核所需的(de)(de)(de)(de)最低離(li)子濃度(du),確定金屬(shu)和(he)合金的(de)(de)(de)(de)孔蝕敏感(gan)性。采(cai)用這(zhe)(zhe)類方法(fa)(fa)測量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)最大(da)優(you)點是(shi)陰(yin)陽極過程均在(zai)發(fa)生孔蝕的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣上進行(xing),具有較大(da)的(de)(de)(de)(de)陰(yin)極面積,蝕孔不在(zai)表面上發(fa)展,而是(shi)向試(shi)樣內(nei)部(bu)發(fa)展,這(zhe)(zhe)與(yu)生產實際情況相(xiang)符。但是(shi),在(zai)天然(ran)條件下進行(xing)測量(liang)(liang)時不方便、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、應力腐蝕破裂試驗


 根(gen)據(ju)加(jia)載(zai)方法(fa)的(de)不(bu)同(tong),可(ke)以(yi)分(fen)為恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)法(fa)、恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)法(fa)和恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)速(su)(su)率法(fa)。恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)法(fa)是(shi)通過某(mou)些機(ji)(ji)械手段,如手工 撬杠尋壓機(ji)(ji)等把一(yi)定(ding)尺寸的(de)試(shi)(shi)樣彎至預定(ding)形態如U型、C型、彎梁型等,然后固定(ding);恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)法(fa)是(shi)將試(shi)(shi)樣一(yi)端(duan)固定(ding),另一(yi)端(duan)加(jia)上某(mou)一(yi)恒(heng)(heng)定(ding)的(de)靜(jing)載(zai)荷(he),使試(shi)(shi)樣產(chan)(chan)生恒(heng)(heng)定(ding)應(ying)力(li);恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)速(su)(su)率法(fa)就是(shi)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)材料/介質體系,在(zai)特定(ding)的(de)應(ying)變(bian)速(su)(su)率數值,在(zai)一(yi)種(zhong)專門的(de)設備-恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)速(su)(su)率試(shi)(shi)驗(yan)機(ji)(ji)上,緩慢而勻速(su)(su)地(di)拉伸試(shi)(shi)樣。在(zai)實(shi)際生產(chan)(chan)中,由于冷(leng)熱加(jia)工常常會產(chan)(chan)生殘(can)余應(ying)力(li),焊接殘(can)余應(ying)力(li)是(shi)最常見的(de)一(yi)種(zhong),因此(ci),焊接件也可(ke)用來作(zuo)為應(ying)力(li)腐蝕破裂(lie)試(shi)(shi)驗(yan)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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