金屬腐蝕(shi)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(ying)力腐蝕開裂,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(de)實驗室重量(liang)法(fa)腐蝕試驗


  它是(shi)(shi)根據腐(fu)(fu)(fu)蝕前后試(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)的變化來測(ce)定金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的腐(fu)(fu)(fu)蝕速率,并以(yi)此(ci)判(pan)斷材料(liao)的耐蝕性(xing)能(neng)。試(shi)驗時,如果金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)溶解(jie)于介質中(zhong),試(shi)樣(yang)的重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)減小,可以(yi)用失(shi)量(liang)法(fa)測(ce)量(liang);如果腐(fu)(fu)(fu)蝕產物(wu)的組分已知(zhi),并且(qie)牢固地(di)附著在金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的表(biao)面(mian)上,或者腐(fu)(fu)(fu)蝕產物(wu)完全能(neng)收集起來,可以(yi)用增重(zhong)(zhong)(zhong)法(fa)測(ce)量(liang);如果當金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)溶解(jie)時,一(yi)部(bu)分腐(fu)(fu)(fu)蝕產物(wu)脫落,一(yi)部(bu)分溶解(jie)的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)又(you)沉(chen)積在金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)試(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)上,那末,試(shi)樣(yang)可能(neng)是(shi)(shi)增重(zhong)(zhong)(zhong),也(ye)可能(neng)是(shi)(shi)失(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)。然(ran)而試(shi)樣(yang)既有明(ming)顯(xian)腐(fu)(fu)(fu)蝕,而增重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)與失(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)相等(deng),試(shi)樣(yang)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)完全不變的情況,在實際中(zhong)卻是(shi)(shi)極罕見的。失(shi)重(zhong)(zhong)(zhong)法(fa)是(shi)(shi)常見金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)腐(fu)(fu)(fu)蝕重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)法(fa)中(zhong)最常用的方法(fa),但它只適應全面(mian)(均勻(yun))腐(fu)(fu)(fu)蝕,對于有高(gao)度選擇性(xing)的局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕毫(hao)無意義(yi)。


  在(zai)實驗室進行腐(fu)(fu)蝕試驗時,應(ying)盡(jin)量(liang)模擬有關的(de)現場條件,如果條件允許的(de)話,應(ying)采(cai)用(yong)現場腐(fu)(fu)蝕介質(zhi)(zhi)做試驗,當然(ran)也可采(cai)用(yong)模擬生產的(de)介質(zhi)(zhi),加速腐(fu)(fu)蝕試驗介質(zhi)(zhi)以及實驗室的(de)介質(zhi)(zhi)等。不銹(xiu)鋼5%硫(liu)酸(suan)腐(fu)(fu)蝕試驗方法(GB4334.6--84),主要(yao)適用(yong)測定含(han)鉬奧氏體不銹(xiu)鋼在(zai)沸騰5%硫(liu)酸(suan)溶液中的(de)腐(fu)(fu)蝕失重量(liang),以試驗不銹(xiu)鋼的(de)耐均(jun)勻腐(fu)(fu)蝕性能。


二、晶間(jian)腐蝕(shi)試驗方法(fa)


  晶間腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)方(fang)法很多,這(zhe)些試驗(yan)方(fang)法的原理和適用范圍各不相(xiang)同,不同的試驗(yan)方(fang)法適用于不同的不銹鋼、合金及不同的環境介質,因此,正確(que)地、合理地選擇(ze)晶間腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)方(fang)法極為重(zhong)要(yao)。


  晶間(jian)腐蝕(shi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)大致可以分為(wei)(wei)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)、電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)及物(wu)理(li)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)三大類。化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)很(hen)多(duo)(見表2-1),比較成(cheng)熟,應用廣泛(fan),其中一部(bu)分已列(lie)入國(guo)標,常見的(de)(de)硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)沸騰硝酸(suan)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)以后重點(dian)將介紹(shao)。電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)正在發展中的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa),尚未標準化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),它的(de)(de)最(zui)大優(you)點(dian)是(shi)快速(su),不(bu)破壞試(shi)(shi)(shi)樣,世(shi)界上許多(duo)國(guo)家對這一方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)進行(xing)了廣泛(fan)的(de)(de)研究,有希望發展成(cheng)為(wei)(wei)一類快速(su)、非破壞性的(de)(de)現場試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。物(wu)理(li)檢(jian)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)中是(shi)以金相(xiang)法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)彎(wan)曲法(fa)(fa)(fa)(fa)應用最(zui)廣,特別是(shi)金相(xiang)檢(jian)驗(yan)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)應用較為(wei)(wei)廣泛(fan)。利用金相(xiang)或現代設備如電(dian)(dian)子顯(xian)微鏡和(he)電(dian)(dian)子顯(xian)微探針(zhen)等獲得晶粒邊界附近的(de)(de)組(zu)織(zhi)結(jie)構和(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分的(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),判斷晶間(jian)腐蝕(shi)傾向(xiang)。


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三、孔(kong)蝕試驗方法


  孔(kong)蝕(shi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)(fa),概(gai)括起(qi)來可以(yi)分(fen)為(wei)兩大(da)類:一類是(shi)化(hua)學(xue)浸泡法(fa)(fa),另一類是(shi)電化(hua)學(xue)測量(liang)(liang)法(fa)(fa)。化(hua)學(xue)浸泡法(fa)(fa)見表2-2,這(zhe)些方法(fa)(fa)一直為(wei)人們廣(guang)泛采用(yong),技(ji)術上也(ye)較(jiao)成(cheng)熟,目前國內及許多國家都有這(zhe)方面的(de)標(biao)準,國內也(ye)有這(zhe)方面的(de)標(biao)準,另外還(huan)有一些試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法(fa)(fa)已經(jing)開展(zhan)(zhan)了許多工作,并(bing)得(de)到了認(ren)可。化(hua)學(xue)浸泡方法(fa)(fa)是(shi)將(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)浸泡在(zai)某些加(jia)速的(de)或(huo)(huo)天然的(de)腐蝕(shi)環境里,通過(guo)(guo)測量(liang)(liang)蝕(shi)孔(kong)的(de)重量(liang)(liang)損失、數目、深度(du)(du)(du)和大(da)小,測定(ding)金(jin)屬或(huo)(huo)合金(jin)的(de)耐孔(kong)蝕(shi)性能,或(huo)(huo)者通過(guo)(guo)測量(liang)(liang)臨界孔(kong)蝕(shi)溫度(du)(du)(du),蝕(shi)孔(kong)成(cheng)核所(suo)需的(de)最低離子濃(nong)度(du)(du)(du),確(que)定(ding)金(jin)屬和合金(jin)的(de)孔(kong)蝕(shi)敏感性。采用(yong)這(zhe)類方法(fa)(fa)測量(liang)(liang)的(de)最大(da)優(you)點是(shi)陰陽極過(guo)(guo)程均在(zai)發生孔(kong)蝕(shi)的(de)試(shi)(shi)樣(yang)上進行,具有較(jiao)大(da)的(de)陰極面積,蝕(shi)孔(kong)不(bu)在(zai)表面上發展(zhan)(zhan),而是(shi)向試(shi)(shi)樣(yang)內部發展(zhan)(zhan),這(zhe)與生產實際情況相符。但是(shi),在(zai)天然條(tiao)件下進行測量(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、應力腐(fu)蝕破裂試驗


 根(gen)據加載(zai)方(fang)法(fa)(fa)的(de)不(bu)同(tong),可以分為恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)法(fa)(fa)、恒(heng)(heng)載(zai)荷法(fa)(fa)和恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)速(su)率法(fa)(fa)。恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)法(fa)(fa)是(shi)通過某些機(ji)(ji)(ji)械(xie)手段,如手工(gong) 撬杠(gang)尋(xun)壓機(ji)(ji)(ji)等把一定尺寸的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)彎至預定形態(tai)如U型、C型、彎梁型等,然(ran)后固(gu)定;恒(heng)(heng)載(zai)荷法(fa)(fa)是(shi)將試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)一端固(gu)定,另一端加上某一恒(heng)(heng)定的(de)靜載(zai)荷,使試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)產(chan)生(sheng)恒(heng)(heng)定應(ying)力;恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)速(su)率法(fa)(fa)就是(shi)根(gen)據不(bu)同(tong)材料/介(jie)質體系,在特(te)定的(de)應(ying)變(bian)速(su)率數值,在一種專門的(de)設備-恒(heng)(heng)應(ying)變(bian)速(su)率試(shi)(shi)驗機(ji)(ji)(ji)上,緩慢而(er)勻(yun)速(su)地(di)拉伸試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)。在實際生(sheng)產(chan)中,由(you)于冷熱加工(gong)常(chang)(chang)(chang)常(chang)(chang)(chang)會(hui)產(chan)生(sheng)殘余應(ying)力,焊接殘余應(ying)力是(shi)最常(chang)(chang)(chang)見的(de)一種,因(yin)此,焊接件也可用來作為應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破裂試(shi)(shi)驗用試(shi)(shi)樣(yang)(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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