金(jin)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力腐蝕(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(yi)、金(jin)屬的實驗(yan)室重量(liang)法(fa)腐蝕試驗(yan)


  它(ta)是(shi)根據腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)前(qian)后試(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)的(de)(de)變化(hua)來(lai)(lai)測定金屬(shu)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速率,并(bing)以此判(pan)斷材料的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能(neng)。試(shi)驗時(shi)(shi),如(ru)果(guo)金屬(shu)溶解(jie)(jie)于介質(zhi)中(zhong),試(shi)樣(yang)的(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)減小,可(ke)以用失(shi)(shi)量(liang)法(fa)(fa)測量(liang);如(ru)果(guo)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)物的(de)(de)組(zu)分已知,并(bing)且(qie)牢(lao)固地附(fu)著在(zai)金屬(shu)的(de)(de)表面(mian)上,或者腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)物完(wan)全(quan)能(neng)收集起(qi)來(lai)(lai),可(ke)以用增(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)法(fa)(fa)測量(liang);如(ru)果(guo)當(dang)金屬(shu)溶解(jie)(jie)時(shi)(shi),一部分腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)物脫落,一部分溶解(jie)(jie)的(de)(de)金屬(shu)又(you)沉積在(zai)金屬(shu)試(shi)樣(yang)表面(mian)上,那(nei)末(mo),試(shi)樣(yang)可(ke)能(neng)是(shi)增(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),也可(ke)能(neng)是(shi)失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。然而試(shi)樣(yang)既(ji)有明(ming)顯腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),而增(zeng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)與失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)相(xiang)等,試(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)完(wan)全(quan)不變的(de)(de)情(qing)況,在(zai)實際中(zhong)卻(que)是(shi)極罕見(jian)的(de)(de)。失(shi)(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)法(fa)(fa)是(shi)常見(jian)金屬(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)法(fa)(fa)中(zhong)最常用的(de)(de)方法(fa)(fa),但(dan)它(ta)只適應全(quan)面(mian)(均(jun)勻)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),對于有高度選(xuan)擇性的(de)(de)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)毫無意義。


  在(zai)實驗室進行腐(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)驗時,應盡量(liang)模擬有關的(de)現場條件(jian),如果條件(jian)允許的(de)話,應采(cai)用現場腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質做試(shi)(shi)驗,當然也(ye)可(ke)采(cai)用模擬生(sheng)產的(de)介(jie)質,加速(su)腐(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)驗介(jie)質以及實驗室的(de)介(jie)質等。不(bu)銹鋼(gang)5%硫(liu)酸腐(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)驗方法(GB4334.6--84),主要適用測定含(han)鉬奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)沸騰5%硫(liu)酸溶液中的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)失重(zhong)量(liang),以試(shi)(shi)驗不(bu)銹鋼(gang)的(de)耐均勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)。


二(er)、晶(jing)間腐(fu)蝕試驗方法


  晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗方(fang)法很多,這些試(shi)驗方(fang)法的(de)(de)原理和(he)適(shi)用(yong)范(fan)圍各不(bu)相同(tong)(tong),不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)試(shi)驗方(fang)法適(shi)用(yong)于不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)、合金及不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)環境(jing)介質,因此(ci),正確地、合理地選擇晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗方(fang)法極為重要。


  晶間(jian)腐蝕試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)大致(zhi)可以分為化(hua)學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)、電(dian)化(hua)學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)及物理(li)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)三大類。化(hua)學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)很(hen)多(見表2-1),比較成熟(shu),應用(yong)廣(guang)泛,其中(zhong)(zhong)一部分已列(lie)入國(guo)標(biao),常見的硫酸(suan)-硫酸(suan)銅試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)和(he)沸(fei)騰硝酸(suan)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)以后重(zhong)點(dian)將介紹(shao)。電(dian)化(hua)學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)是(shi)正在發展中(zhong)(zhong)的方(fang)(fang)法(fa)(fa),尚未標(biao)準化(hua),它的最(zui)大優點(dian)是(shi)快速,不破壞試(shi)樣,世(shi)界上許(xu)多國(guo)家(jia)對這一方(fang)(fang)法(fa)(fa)進行了廣(guang)泛的研(yan)究,有希望發展成為一類快速、非(fei)破壞性的現(xian)場試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。物理(li)檢驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)中(zhong)(zhong)是(shi)以金相(xiang)法(fa)(fa)和(he)彎曲法(fa)(fa)應用(yong)最(zui)廣(guang),特(te)別是(shi)金相(xiang)檢驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)應用(yong)較為廣(guang)泛。利用(yong)金相(xiang)或(huo)現(xian)代設備如(ru)電(dian)子(zi)顯微鏡和(he)電(dian)子(zi)顯微探針等獲得晶粒(li)邊(bian)界附(fu)近的組織(zhi)結(jie)構和(he)化(hua)學(xue)成分的變化(hua),判(pan)斷晶間(jian)腐蝕傾向。


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三、孔蝕試驗方法


  孔(kong)蝕(shi)(shi)試(shi)驗方法(fa),概括起來可以分為兩大(da)(da)類:一(yi)類是(shi)化學浸(jin)泡(pao)(pao)法(fa),另(ling)一(yi)類是(shi)電化學測(ce)(ce)量法(fa)。化學浸(jin)泡(pao)(pao)法(fa)見表2-2,這(zhe)些(xie)方法(fa)一(yi)直為人(ren)們廣泛采用,技術(shu)上也較成熟(shu),目前國(guo)內及許(xu)多(duo)國(guo)家(jia)都有(you)這(zhe)方面(mian)的(de)標準,國(guo)內也有(you)這(zhe)方面(mian)的(de)標準,另(ling)外還有(you)一(yi)些(xie)試(shi)驗方法(fa)已經開展(zhan)了(le)許(xu)多(duo)工作,并得到了(le)認(ren)可。化學浸(jin)泡(pao)(pao)方法(fa)是(shi)將試(shi)樣(yang)浸(jin)泡(pao)(pao)在(zai)(zai)某些(xie)加速的(de)或天然的(de)腐蝕(shi)(shi)環境里,通過(guo)測(ce)(ce)量蝕(shi)(shi)孔(kong)的(de)重量損(sun)失、數目、深度和(he)大(da)(da)小(xiao),測(ce)(ce)定(ding)金屬或合金的(de)耐(nai)孔(kong)蝕(shi)(shi)性能,或者通過(guo)測(ce)(ce)量臨界孔(kong)蝕(shi)(shi)溫(wen)度,蝕(shi)(shi)孔(kong)成核所(suo)需的(de)最低離子濃(nong)度,確定(ding)金屬和(he)合金的(de)孔(kong)蝕(shi)(shi)敏(min)感性。采用這(zhe)類方法(fa)測(ce)(ce)量的(de)最大(da)(da)優點(dian)是(shi)陰(yin)陽極(ji)過(guo)程(cheng)均在(zai)(zai)發(fa)(fa)生(sheng)孔(kong)蝕(shi)(shi)的(de)試(shi)樣(yang)上進(jin)(jin)行,具(ju)有(you)較大(da)(da)的(de)陰(yin)極(ji)面(mian)積(ji),蝕(shi)(shi)孔(kong)不(bu)在(zai)(zai)表面(mian)上發(fa)(fa)展(zhan),而(er)是(shi)向試(shi)樣(yang)內部發(fa)(fa)展(zhan),這(zhe)與生(sheng)產實(shi)際情況相(xiang)符。但是(shi),在(zai)(zai)天然條(tiao)件下進(jin)(jin)行測(ce)(ce)量時(shi)不(bu)方便、費時(shi)間(jian)。


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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(po)裂試驗


 根(gen)據(ju)加(jia)載(zai)方法(fa)(fa)(fa)(fa)的不(bu)同,可以分(fen)為(wei)恒(heng)(heng)應變(bian)法(fa)(fa)(fa)(fa)、恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)法(fa)(fa)(fa)(fa)和恒(heng)(heng)應變(bian)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)法(fa)(fa)(fa)(fa)。恒(heng)(heng)應變(bian)法(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)通過某(mou)些機(ji)械手(shou)段,如手(shou)工 撬杠(gang)尋(xun)壓機(ji)等把(ba)一(yi)定(ding)(ding)尺(chi)寸的試樣(yang)(yang)彎(wan)至(zhi)預定(ding)(ding)形(xing)態如U型、C型、彎(wan)梁型等,然后固定(ding)(ding);恒(heng)(heng)載(zai)荷(he)法(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)將(jiang)試樣(yang)(yang)一(yi)端固定(ding)(ding),另(ling)一(yi)端加(jia)上某(mou)一(yi)恒(heng)(heng)定(ding)(ding)的靜載(zai)荷(he),使(shi)試樣(yang)(yang)產(chan)生(sheng)(sheng)恒(heng)(heng)定(ding)(ding)應力(li);恒(heng)(heng)應變(bian)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)法(fa)(fa)(fa)(fa)就(jiu)是(shi)(shi)根(gen)據(ju)不(bu)同材料/介質體系,在特定(ding)(ding)的應變(bian)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)數(shu)值,在一(yi)種專門的設(she)備-恒(heng)(heng)應變(bian)速(su)(su)(su)率(lv)(lv)試驗(yan)機(ji)上,緩慢(man)而勻速(su)(su)(su)地(di)拉伸試樣(yang)(yang)。在實際生(sheng)(sheng)產(chan)中,由于冷熱加(jia)工常常會產(chan)生(sheng)(sheng)殘(can)余應力(li),焊(han)接(jie)殘(can)余應力(li)是(shi)(shi)最常見的一(yi)種,因此,焊(han)接(jie)件(jian)也可用來作為(wei)應力(li)腐(fu)蝕破(po)裂(lie)試驗(yan)用試樣(yang)(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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