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(xi)腐(fu)蝕孔蝕(shi)應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂(lie),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(shi)驗室重量法腐蝕試(shi)驗


  它是(shi)根據腐(fu)蝕前(qian)后試(shi)樣(yang)重量(liang)的(de)變化來測定金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)腐(fu)蝕速率,并以此(ci)判(pan)斷材料的(de)耐(nai)蝕性(xing)能(neng)。試(shi)驗時,如果(guo)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)溶(rong)(rong)解于(yu)介質(zhi)中,試(shi)樣(yang)的(de)重量(liang)減小,可以用(yong)(yong)失量(liang)法(fa)(fa)測量(liang);如果(guo)腐(fu)蝕產(chan)(chan)物的(de)組分已知,并且牢固地附著在(zai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)表面(mian)(mian)上(shang),或(huo)者腐(fu)蝕產(chan)(chan)物完全能(neng)收集起來,可以用(yong)(yong)增(zeng)重法(fa)(fa)測量(liang);如果(guo)當(dang)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)溶(rong)(rong)解時,一部(bu)分腐(fu)蝕產(chan)(chan)物脫落,一部(bu)分溶(rong)(rong)解的(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)又沉(chen)積在(zai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)試(shi)樣(yang)表面(mian)(mian)上(shang),那末,試(shi)樣(yang)可能(neng)是(shi)增(zeng)重,也(ye)可能(neng)是(shi)失重。然而(er)試(shi)樣(yang)既(ji)有明顯腐(fu)蝕,而(er)增(zeng)重量(liang)與失重量(liang)相等,試(shi)樣(yang)重量(liang)完全不變的(de)情況,在(zai)實(shi)際(ji)中卻是(shi)極罕(han)見(jian)的(de)。失重法(fa)(fa)是(shi)常見(jian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)腐(fu)蝕重量(liang)法(fa)(fa)中最常用(yong)(yong)的(de)方法(fa)(fa),但它只適應(ying)全面(mian)(mian)(均勻)腐(fu)蝕,對于(yu)有高度選擇性(xing)的(de)局(ju)部(bu)腐(fu)蝕毫無意義。


  在實驗(yan)室進行(xing)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)時,應盡(jin)量模擬(ni)有關的(de)現場條件,如果條件允(yun)許的(de)話(hua),應采用現場腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)介質做試(shi)驗(yan),當然也可采用模擬(ni)生產的(de)介質,加速腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)介質以及實驗(yan)室的(de)介質等。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)5%硫(liu)酸(suan)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)方法(GB4334.6--84),主要適用測定(ding)含(han)鉬奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在沸騰5%硫(liu)酸(suan)溶液中(zhong)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失重量,以試(shi)驗(yan)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐均勻腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能。


二、晶間腐(fu)蝕試驗方法(fa)


  晶間(jian)腐蝕試驗(yan)方(fang)法(fa)很多,這些試驗(yan)方(fang)法(fa)的(de)原理和(he)適用(yong)范圍各不(bu)相同,不(bu)同的(de)試驗(yan)方(fang)法(fa)適用(yong)于不(bu)同的(de)不(bu)銹(xiu)鋼、合金及(ji)不(bu)同的(de)環境(jing)介(jie)質,因此,正確(que)地(di)、合理地(di)選擇晶間(jian)腐蝕試驗(yan)方(fang)法(fa)極為重要。


  晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)大(da)致可(ke)以分為(wei)化(hua)(hua)學試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)、電化(hua)(hua)學試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)及物理(li)試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)三大(da)類(lei)(lei)。化(hua)(hua)學試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)很多(duo)(見表2-1),比較成(cheng)(cheng)熟,應用(yong)(yong)廣泛(fan),其中(zhong)(zhong)一部(bu)分已(yi)列入國(guo)標,常見的(de)(de)硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅(tong)試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)沸(fei)騰硝酸(suan)試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)以后(hou)重點(dian)將介(jie)紹。電化(hua)(hua)學試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)正(zheng)在發(fa)展(zhan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa),尚未標準化(hua)(hua),它的(de)(de)最大(da)優點(dian)是(shi)快(kuai)速,不破壞(huai)試(shi)樣,世界(jie)上許多(duo)國(guo)家對(dui)這一方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)進行(xing)了廣泛(fan)的(de)(de)研(yan)究,有希望發(fa)展(zhan)成(cheng)(cheng)為(wei)一類(lei)(lei)快(kuai)速、非破壞(huai)性的(de)(de)現場試(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。物理(li)檢(jian)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)中(zhong)(zhong)是(shi)以金(jin)相(xiang)法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)彎(wan)曲法(fa)(fa)(fa)(fa)應用(yong)(yong)最廣,特(te)別是(shi)金(jin)相(xiang)檢(jian)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)應用(yong)(yong)較為(wei)廣泛(fan)。利用(yong)(yong)金(jin)相(xiang)或現代(dai)設備如電子顯微(wei)鏡和(he)電子顯微(wei)探針等獲得晶(jing)(jing)粒邊界(jie)附(fu)近(jin)的(de)(de)組(zu)織結構和(he)化(hua)(hua)學成(cheng)(cheng)分的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua),判斷晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向。


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三、孔蝕試驗(yan)方法


  孔(kong)蝕試(shi)驗方(fang)(fang)法,概括起來可以分為(wei)兩大(da)類(lei):一類(lei)是化學浸(jin)泡(pao)法,另一類(lei)是電化學測(ce)量法。化學浸(jin)泡(pao)法見表(biao)2-2,這些方(fang)(fang)法一直為(wei)人們廣(guang)泛采用,技術(shu)上也(ye)較成熟,目前國內及許多(duo)(duo)國家都有(you)這方(fang)(fang)面的(de)標準,國內也(ye)有(you)這方(fang)(fang)面的(de)標準,另外還有(you)一些試(shi)驗方(fang)(fang)法已經(jing)開展了(le)(le)許多(duo)(duo)工作,并(bing)得到了(le)(le)認可。化學浸(jin)泡(pao)方(fang)(fang)法是將試(shi)樣(yang)浸(jin)泡(pao)在(zai)某些加速的(de)或(huo)天(tian)然的(de)腐(fu)蝕環境(jing)里,通過測(ce)量蝕孔(kong)的(de)重量損失、數目、深度(du)(du)和大(da)小,測(ce)定金(jin)屬或(huo)合金(jin)的(de)耐孔(kong)蝕性(xing)能(neng),或(huo)者通過測(ce)量臨界孔(kong)蝕溫度(du)(du),蝕孔(kong)成核(he)所需的(de)最低離(li)子濃度(du)(du),確(que)定金(jin)屬和合金(jin)的(de)孔(kong)蝕敏感性(xing)。采用這類(lei)方(fang)(fang)法測(ce)量的(de)最大(da)優點是陰(yin)(yin)陽極過程均在(zai)發生孔(kong)蝕的(de)試(shi)樣(yang)上進(jin)行,具有(you)較大(da)的(de)陰(yin)(yin)極面積,蝕孔(kong)不在(zai)表(biao)面上發展,而是向試(shi)樣(yang)內部發展,這與生產實際(ji)情況(kuang)相符。但(dan)是,在(zai)天(tian)然條件下進(jin)行測(ce)量時不方(fang)(fang)便(bian)、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(shi)破裂(lie)試驗


 根據加(jia)載方法(fa)的不(bu)同(tong),可(ke)以(yi)分為(wei)恒(heng)(heng)應(ying)(ying)(ying)變法(fa)、恒(heng)(heng)載荷(he)法(fa)和恒(heng)(heng)應(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)法(fa)。恒(heng)(heng)應(ying)(ying)(ying)變法(fa)是(shi)通(tong)過(guo)某些機械手段(duan),如手工 撬(qiao)杠尋壓機等(deng)把一(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)尺寸的試(shi)(shi)樣彎(wan)至預定(ding)(ding)(ding)形態如U型、C型、彎(wan)梁型等(deng),然后固定(ding)(ding)(ding);恒(heng)(heng)載荷(he)法(fa)是(shi)將試(shi)(shi)樣一(yi)(yi)端固定(ding)(ding)(ding),另一(yi)(yi)端加(jia)上某一(yi)(yi)恒(heng)(heng)定(ding)(ding)(ding)的靜載荷(he),使試(shi)(shi)樣產生恒(heng)(heng)定(ding)(ding)(ding)應(ying)(ying)(ying)力;恒(heng)(heng)應(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)法(fa)就是(shi)根據不(bu)同(tong)材(cai)料/介質體系,在特定(ding)(ding)(ding)的應(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)數值,在一(yi)(yi)種(zhong)專(zhuan)門的設備(bei)-恒(heng)(heng)應(ying)(ying)(ying)變速(su)率(lv)試(shi)(shi)驗機上,緩(huan)慢而勻速(su)地拉(la)伸試(shi)(shi)樣。在實際生產中,由于冷熱加(jia)工常(chang)常(chang)會產生殘(can)余應(ying)(ying)(ying)力,焊接殘(can)余應(ying)(ying)(ying)力是(shi)最(zui)常(chang)見的一(yi)(yi)種(zhong),因(yin)此(ci),焊接件也可(ke)用來作為(wei)應(ying)(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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