金(jin)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蝕應力腐蝕開裂,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(zhong)量法(fa)腐(fu)蝕試(shi)驗


  它(ta)是根據腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)前后試(shi)(shi)(shi)樣重量(liang)(liang)的(de)(de)變化來(lai)測定金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率(lv),并以此判斷(duan)材料的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性能。試(shi)(shi)(shi)驗時,如果(guo)金(jin)屬(shu)(shu)溶解于(yu)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong),試(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)重量(liang)(liang)減小(xiao),可(ke)以用(yong)失量(liang)(liang)法(fa)測量(liang)(liang);如果(guo)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)(wu)的(de)(de)組分已知,并且(qie)牢固地(di)附著在金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)表(biao)面上,或者(zhe)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)(wu)完(wan)全(quan)能收(shou)集起(qi)來(lai),可(ke)以用(yong)增重法(fa)測量(liang)(liang);如果(guo)當(dang)金(jin)屬(shu)(shu)溶解時,一部(bu)分腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)(wu)脫落,一部(bu)分溶解的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)又(you)沉積在金(jin)屬(shu)(shu)試(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面上,那末,試(shi)(shi)(shi)樣可(ke)能是增重,也可(ke)能是失重。然而試(shi)(shi)(shi)樣既有(you)明顯腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),而增重量(liang)(liang)與失重量(liang)(liang)相(xiang)等,試(shi)(shi)(shi)樣重量(liang)(liang)完(wan)全(quan)不變的(de)(de)情(qing)況(kuang),在實際中(zhong)(zhong)卻是極罕見(jian)的(de)(de)。失重法(fa)是常見(jian)金(jin)屬(shu)(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)重量(liang)(liang)法(fa)中(zhong)(zhong)最常用(yong)的(de)(de)方法(fa),但它(ta)只適應(ying)全(quan)面(均勻)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),對(dui)于(yu)有(you)高度(du)選擇性的(de)(de)局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)毫無意義(yi)。


  在實(shi)驗室(shi)進行腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗時,應盡量模擬有關的現場條件,如果條件允許(xu)的話,應采用(yong)現場腐蝕(shi)介質做試(shi)(shi)驗,當然也(ye)可采用(yong)模擬生產(chan)的介質,加(jia)速腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗介質以(yi)及(ji)實(shi)驗室(shi)的介質等。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼5%硫酸腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗方法(GB4334.6--84),主(zhu)要適用(yong)測(ce)定含鉬奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在沸騰(teng)5%硫酸溶液(ye)中(zhong)的腐蝕(shi)失重量,以(yi)試(shi)(shi)驗不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的耐均勻腐蝕(shi)性能。


二、晶間腐蝕試驗方法


  晶間腐蝕(shi)試驗(yan)方(fang)(fang)法很多,這些試驗(yan)方(fang)(fang)法的(de)原理和適用范圍各(ge)不相同(tong),不同(tong)的(de)試驗(yan)方(fang)(fang)法適用于(yu)不同(tong)的(de)不銹鋼、合(he)金及不同(tong)的(de)環境介質(zhi),因此,正確地、合(he)理地選擇晶間腐蝕(shi)試驗(yan)方(fang)(fang)法極為重要。


  晶間(jian)腐蝕試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)大(da)致可以分(fen)為化(hua)(hua)學(xue)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)、電化(hua)(hua)學(xue)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)及物理試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)三大(da)類。化(hua)(hua)學(xue)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)很多(duo)(見表(biao)2-1),比較成熟,應用(yong)廣泛,其中一部分(fen)已列入(ru)國標,常見的(de)硫酸(suan)-硫酸(suan)銅試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)和沸(fei)騰硝酸(suan)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)以后重點將介(jie)紹。電化(hua)(hua)學(xue)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)是正在發展中的(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa),尚未標準化(hua)(hua),它的(de)最大(da)優點是快速(su),不破壞(huai)試(shi)(shi)樣,世界上許(xu)多(duo)國家對這一方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)進行了廣泛的(de)研究(jiu),有希望(wang)發展成為一類快速(su)、非破壞(huai)性的(de)現(xian)場試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)。物理檢驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)中是以金(jin)相法(fa)(fa)和彎曲法(fa)(fa)應用(yong)最廣,特別是金(jin)相檢驗(yan)(yan)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)應用(yong)較為廣泛。利(li)用(yong)金(jin)相或現(xian)代設備如電子顯微(wei)鏡和電子顯微(wei)探針等獲得晶粒邊界附近的(de)組織結構和化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)的(de)變化(hua)(hua),判斷(duan)晶間(jian)腐蝕傾向(xiang)。


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三、孔蝕(shi)試驗(yan)方法


  孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)試(shi)驗方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa),概括起來(lai)可以分(fen)為兩(liang)大類(lei):一(yi)類(lei)是(shi)(shi)化(hua)學(xue)浸泡法(fa)(fa)(fa),另(ling)一(yi)類(lei)是(shi)(shi)電化(hua)學(xue)測量法(fa)(fa)(fa)。化(hua)學(xue)浸泡法(fa)(fa)(fa)見表2-2,這些方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)一(yi)直為人們廣泛采(cai)用(yong),技術上(shang)也較成熟(shu),目(mu)前國內及(ji)許多(duo)國家都有(you)(you)這方(fang)(fang)(fang)(fang)面的(de)(de)(de)(de)標(biao)準,國內也有(you)(you)這方(fang)(fang)(fang)(fang)面的(de)(de)(de)(de)標(biao)準,另(ling)外還有(you)(you)一(yi)些試(shi)驗方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)已經(jing)開展(zhan)了許多(duo)工作,并(bing)得到了認可。化(hua)學(xue)浸泡方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)將試(shi)樣(yang)(yang)浸泡在(zai)某些加速的(de)(de)(de)(de)或天(tian)然的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)環境(jing)里,通過(guo)測量蝕(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)重量損失、數目(mu)、深度(du)和大小,測定金(jin)屬或合金(jin)的(de)(de)(de)(de)耐孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)性能,或者(zhe)通過(guo)測量臨(lin)界孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)溫度(du),蝕(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)成核所(suo)需的(de)(de)(de)(de)最低離子濃度(du),確定金(jin)屬和合金(jin)的(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)敏感性。采(cai)用(yong)這類(lei)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)測量的(de)(de)(de)(de)最大優點是(shi)(shi)陰陽(yang)極過(guo)程均在(zai)發(fa)生(sheng)孔(kong)(kong)(kong)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)上(shang)進行(xing),具有(you)(you)較大的(de)(de)(de)(de)陰極面積(ji),蝕(shi)(shi)孔(kong)(kong)(kong)不在(zai)表面上(shang)發(fa)展(zhan),而是(shi)(shi)向(xiang)試(shi)樣(yang)(yang)內部發(fa)展(zhan),這與生(sheng)產實際情(qing)況相符。但(dan)是(shi)(shi),在(zai)天(tian)然條件下進行(xing)測量時不方(fang)(fang)(fang)(fang)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(ying)力腐蝕破裂試(shi)驗


 根據加(jia)載方法(fa)的(de)不(bu)同,可以分為恒(heng)(heng)應(ying)(ying)變(bian)法(fa)、恒(heng)(heng)載荷法(fa)和恒(heng)(heng)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)法(fa)。恒(heng)(heng)應(ying)(ying)變(bian)法(fa)是通過某些機械手段(duan),如手工(gong)(gong) 撬(qiao)杠尋壓(ya)機等把一(yi)(yi)(yi)定(ding)尺寸的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)彎至預(yu)定(ding)形(xing)態如U型、C型、彎梁型等,然(ran)后固定(ding);恒(heng)(heng)載荷法(fa)是將試(shi)(shi)(shi)樣(yang)一(yi)(yi)(yi)端固定(ding),另(ling)一(yi)(yi)(yi)端加(jia)上(shang)某一(yi)(yi)(yi)恒(heng)(heng)定(ding)的(de)靜(jing)載荷,使試(shi)(shi)(shi)樣(yang)產生恒(heng)(heng)定(ding)應(ying)(ying)力(li);恒(heng)(heng)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)法(fa)就是根據不(bu)同材料/介質體系,在特定(ding)的(de)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)數(shu)值,在一(yi)(yi)(yi)種專(zhuan)門的(de)設備-恒(heng)(heng)應(ying)(ying)變(bian)速(su)率(lv)(lv)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)機上(shang),緩慢而勻速(su)地拉伸試(shi)(shi)(shi)樣(yang)。在實際生產中(zhong),由于冷熱加(jia)工(gong)(gong)常常會產生殘余應(ying)(ying)力(li),焊接殘余應(ying)(ying)力(li)是最常見(jian)的(de)一(yi)(yi)(yi)種,因此,焊接件也可用來作為應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕破(po)裂試(shi)(shi)(shi)驗(yan)用試(shi)(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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