材料耐腐蚀性能的评价方法
材料耐腐蚀性能的评价方法
材料耐腐蚀性能的评价方法材料的耐腐蚀性能评价是衡量材料在特定腐蚀环境中抵抗腐蚀的能力。
材料的耐腐蚀性能评价是确保材料能够在特定工作环境下具备稳定性和可靠性的关键要素之一、下面将介绍几种常用的材料耐腐蚀性能评价方法。
1.实验方法实验方法是最常用的评价材料耐腐蚀性能的方法之一、通过设计和执行腐蚀实验,来评估材料的抗腐蚀性能。
常见的实验方法包括浸泡试验、加速腐蚀试验和电化学测量。
浸泡试验是将待评价材料完全浸入特定腐蚀介质中,观察材料的质量损失、表面变化以及腐蚀产物的生成情况。
这种方法可以模拟真实工作环境,但是实验周期长,需要考虑因素较多。
加速腐蚀试验是在实验室中通过模拟工作环境中的腐蚀条件,加速材料的腐蚀过程。
常见的加速腐蚀试验方法包括盐雾试验、湿热试验和循环腐蚀试验等。
通过这些加速腐蚀试验方法,可以快速评估材料的耐腐蚀性能。
电化学测量是通过在腐蚀介质中浸泡一个工作电极、参比电极和计数电极,根据材料在腐蚀介质中的电化学行为来评估材料的耐腐蚀性能。
常见的电化学测量方法包括极化曲线和交流阻抗谱法。
2.材料性能参数通过对材料的特定性能参数进行测量和分析,可以评估材料的耐腐蚀性能。
常见的材料性能参数包括腐蚀速率、失重率、腐蚀电流密度、阻抗等。
通过对这些性能参数的分析,可以评估材料的耐腐蚀性能。
腐蚀速率指的是材料在腐蚀介质中单位时间内腐蚀的深度。
失重率是通过测量材料在腐蚀介质中的质量损失来评估材料的耐腐蚀性能。
腐蚀电流密度是通过电化学测量中的极化曲线来计算的。
阻抗是通过电化学测量中的交流阻抗谱法得到的一个参数。
3.腐蚀产物分析通过对材料腐蚀产物进行分析,可以评估材料的耐腐蚀性能。
腐蚀产物是材料在腐蚀过程中生成的物质,可以通过化学分析、物理分析和电子显微镜等方法进行分析。
腐蚀产物的分析可以帮助了解材料腐蚀过程的机理和材料的耐腐蚀性能。
总结起来,材料耐腐蚀性能的评价方法包括实验方法、材料性能参数的测量和分析,以及腐蚀产物的分析等。
材料耐腐蚀性能的评价方法2
第三,当材料表面覆盖着较厚的腐蚀产物时,进行观察腐蚀形貌时一定要注意将取出腐蚀产物前后的形貌进行综合对比,才能获得准确的结论。
两种材料在未去除腐蚀产物之前形貌相同,去除腐蚀产物后腐蚀形态可能会大相径庭。
例如,316L不锈钢在80℃Na2SO4和NaCl混合溶液中腐蚀4小时后的腐蚀形貌同ZE41镁合金在NaCl溶液中腐蚀12小时的形貌基本相同,腐蚀产物都呈现龟裂状。
但是,去除腐蚀产物后发现,二者的腐蚀形态截然不同:316L不锈钢80℃Na2SO4和NaCl混合溶液中发生的是均匀腐蚀图5,而ZE41发生的则是点蚀,图6。
316L不锈钢80℃Na2SO4和NaCl混合溶液浸泡,去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌ZE41镁合金在NaCl溶液浸泡,去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌1.1.1电化学测试法电化学测试方法是一种能够快速、准确地用于研究材料腐蚀的现代研究方法。
由于材料的腐蚀大多数属于电化学腐蚀,因此电化学测试方法在腐蚀中应用的非常广泛。
与重量法和表面观察法相比,电化学测试方法不但能够研究材料的腐蚀速度,还能够深入地研究材料的腐蚀机理。
电化学测试方法经过近50年的发展,按外加信号分类大致可以分为直流测试和交流测试;按体系状态分类可以分为稳态测试和暂态测试。
直流测试包括动电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、恒电流/恒电位法、等等;而交流测试则包括阻抗测试和电容测试。
对于稳态测试方法,通常包括动电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、电化学阻抗谱;而暂态测试包括恒电流/恒电位法、电流阶跃/电位阶跃法和电化学噪声法。
在诸多的电化学测试方法中,动电位极化曲线法和循环极化法是最基本,也是最常用的方法。
从上一节的内容可以得知,根据材料的腐蚀电化学行为,可以将材料分为两大类:活性溶解材料和钝性材料。
对于不同种类的材料,在评价其耐蚀性能时要采用不同的标准。
对于活性溶解行为的材料(镁合金、碳钢、低合金钢等)来说,仅仅采用)的高低来评价材料的腐蚀性能是不对的。
耐 腐 蚀 性 能 的 评 价
耐腐蚀性能的评价据《金属防腐蚀手册》(中国腐蚀与防护学会)对金属材料耐腐蚀性规定见表1-1-5(4)晶间腐蚀:在特定介质中,局部地沿着结晶粒子边界向深度方向腐蚀的形式称晶间腐蚀。
这种腐蚀,外面看不出腐蚀迹象,严重的晶间腐蚀可以穿过整个机体厚度。
产生晶间腐蚀的原因是当奥氏体不锈钢在500~700℃时,由于沿晶粒边界析出碳化铬Cr23C6功FeCr化合物——称0相,使晶界周围贫铬(阴极)——贫铬区(阳级)电池,使晶界贫铬区产生腐蚀。
由上述可看出产生晶间腐蚀是有条件的。
晶间腐蚀其内因是必须有碳化铬或0相沿晶界析出使晶界贫格,其外因是必须有腐蚀贫铬区的介质。
水和一些中性溶液并不腐蚀贫铬区,所以即使存在贫铬区也不会产生晶间腐蚀。
如果晶界不贫铬,即使有产生晶间腐蚀的介质也不会产生晶间腐蚀。
所以产生晶间腐蚀的内因、外因缺一不可。
产生贫铬的原因;一是钢水化学成分不合格,如碳高、铬低或含钛、铌的不锈钢中碳钛比或碳铌比够。
二是热处理工艺不正确或焊接或加工时加热至碳化物析出温度,而在900℃到400℃冷却速度不够快而析出碳化物造成贫铬。
2.1.1.2控制晶间腐蚀的方法。
晶间腐蚀是奥氏体不锈钢最常见的腐蚀,其危害程度极大,在使用时必须给予控制。
控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀有三种方法;(1)执行正确的热处理工艺,将钢加热至1100℃水淬(急冷)使碳化物向固溶体中溶解。
但是,不同牌号的奥氏体不锈钢其淬火加热温度不完全都是1100℃,执行中要按标准规定。
(2)加入固定碳的元素钛或铌。
钛(Ti)铌(Nb)这两种元素同碳的亲和力大于Cr同碳的亲和力,在高温下生成Tic或Nbc,从而减少了Cr的碳化物析出量。
(3)采用含碳量≤0.03%的超低碳不锈钢2.1.1.3晶间腐蚀检验晶间腐蚀检验的前提是试样的化学万分合格并经固溶处理。
晶间腐蚀检验用的试片是80X18X3(长X宽X高),上下两平面磨至Ra0.8的溥片,并分为敏化状态试片和交货试片两种。
建筑材料选用的主要技术指标及其评价
建筑材料选用的主要技术指标及其评价在建筑工程中,建筑材料的选用是至关重要的环节。
正确选择合适的建筑材料不仅关系到建筑物的质量和安全性,还会对工程的成本、工期和可持续性产生深远影响。
而要做出明智的选择,就必须了解建筑材料的主要技术指标,并能够对其进行准确的评价。
一、建筑材料的分类建筑材料种类繁多,大致可以分为结构材料、装饰材料和功能材料三大类。
结构材料主要用于承担建筑物的荷载,如钢材、混凝土、木材等。
装饰材料用于美化建筑物的外观和内部环境,如涂料、壁纸、瓷砖等。
功能材料则具有特定的功能,如保温材料、防水材料、隔音材料等。
二、主要技术指标1、物理性能指标(1)密度:材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
密度的大小直接影响材料的自重和运输成本。
(2)孔隙率:材料内部孔隙体积占总体积的比例。
孔隙率会影响材料的强度、吸水性和保温性能等。
(3)吸水性:材料在水中吸收水分的能力。
吸水性强的材料在潮湿环境中容易导致性能下降。
(4)耐水性:材料在长期浸泡在水中而不破坏的性质。
这对于经常接触水的建筑部位至关重要。
2、力学性能指标(1)强度:材料抵抗外力破坏的能力,包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。
强度是衡量材料质量的重要指标。
(2)弹性模量:材料在受力时产生的弹性变形程度。
弹性模量越大,材料越不容易发生变形。
(3)韧性:材料在冲击或振动荷载作用下吸收能量而不破坏的能力。
韧性好的材料能够提高建筑物的抗震性能。
3、化学性能指标(1)耐腐蚀性:材料抵抗化学介质侵蚀的能力。
在一些特殊环境中,如化工厂附近,材料的耐腐蚀性尤为重要。
(2)耐久性:材料在长期使用过程中保持其性能稳定的能力。
耐久性好的材料能够延长建筑物的使用寿命。
4、热工性能指标(1)导热系数:材料传递热量的能力。
导热系数小的材料具有良好的保温隔热性能。
(2)比热容:单位质量的材料温度升高 1 摄氏度所吸收的热量。
比热容大的材料能够在一定程度上调节室内温度。
5、防火性能指标(1)燃烧性能:材料燃烧的难易程度和火焰传播速度。
涂膜耐化学及耐腐蚀性能的检测
涂膜耐化学及耐腐蚀性能的检测被涂物产品均在大气环境中使用,受到空气中水分及其他各种化学成分的侵蚀,而人们对产品进行涂装其目的就是希望在使用产品时能使它具有抗腐蚀的能力,延长它的使用寿命。
所以,对涂膜的耐化学腐蚀能力是一个很重要的质量指标,必须进行检测。
涂膜的耐化学及耐腐蚀性能检测的内容主要包括:对接触化学介质而引起的破坏的抵抗能力的检测,如耐水性、耐盐水性、耐石油制品性、耐化学品性等。
对大气环境中物质破坏的抵抗性能的测,如耐潮湿性、耐污染性、耐化工气体性、耐霉菌性等。
对防止介质引起底材发生腐蚀能力的检测,如耐腐蚀性、耐锈性的检测等,通常以湿热试验、盐雾试验和水气透过性试验来表示其能力。
1、涂膜的耐水性检测涂料产品在实际使用中往往与潮湿的空气或水分直接接触,随着漆膜的膨胀与透水,就会发生起泡、变色、脱落、附着力下降等各种破坏现象,直接影响到产品的使用寿命。
所以对涂膜的耐水性能必须检测。
影响涂膜耐水性的因素主要是:组成涂料的组分物质;被涂物的表面处理质量及涂装质量等;目前常用的耐水性测定方法有常温浸水法、浸沸水法、加速耐水法等。
(1)常温浸水法常温浸水法用得较广。
适用于醇酸、氨基漆等绝大多数品种。
国家标准GB1733-93(1988年确认)规定了具体检测涂膜耐水性的方法和要求。
(2)浸沸水检测法浸沸水检测法用于经常与盛有热水、热汤等器皿物件的涂膜。
测定时将涂漆样板在2/3面积浸挂在沸腾的蒸馏水中,达到产品规定的时间后取出样板观察涂膜的变化状况,以此评定涂膜的耐水性。
(3)加速耐水法为了缩短检测时间,按国家标准GB5209-85《色漆和清漆-耐水性测定-浸水法》的规定进行具体操作,可在当天就能看到结果。
2、如梦耐盐水性检测涂膜在盐水中不仅受到水的浸泡而发生溶胀,同时又受到溶液中氯离子的渗透而引起强烈的腐蚀破坏。
所以可用耐盐水性试验来检测涂膜的防腐蚀性能。
目前常用质量分数为3%的氯化钠溶液浸湿试板的2/3面积,按产品规定的时间后取出并检查其涂膜变化状况。
盐雾试验国标判定标准
盐雾试验国标判定标准盐雾试验是一种常用的环境试验方法,用于评估材料和涂层的耐腐蚀性能。
盐雾试验国标对于判定材料或涂层在盐雾环境下的性能具有重要意义,可以作为产品质量控制的参考指标。
本文将介绍盐雾试验国标的判定标准,帮助读者更好地了解盐雾试验的评价方法。
1. 盐雾试验国标的背景盐雾试验是一种模拟海洋环境的人工加速老化试验方法。
在盐雾环境中,金属材料和涂层会遭受腐蚀,从而影响产品的性能和寿命。
为了评估材料在盐雾环境下的耐腐蚀性能,制定了盐雾试验国标,用于指导和规范盐雾试验的执行。
2. 盐雾试验国标的判定标准根据盐雾试验国标的相关规定,通常会根据试验结果进行判定。
常见的判定标准包括以下几个方面:2.1 外观变化在盐雾试验过程中,观察材料或涂层的外观变化是一种常见的评判方法。
通常会查看材料表面是否有氧化、褪色、起泡等现象,以及涂层是否有脱落、开裂等情况。
外观变化可以直观地反映材料在盐雾环境中的耐腐蚀性能。
2.2 腐蚀程度盐雾试验国标中通常会规定腐蚀程度的评定标准,包括等级划分和腐蚀率计算等内容。
腐蚀程度可以通过对试样表面的腐蚀程度进行观察和测量来判定,从而评估材料在盐雾环境中的耐腐蚀性能。
2.3 耐盐雾时间根据盐雾试验国标的要求,还可以对材料或涂层的耐盐雾时间进行评定。
耐盐雾时间是指材料在特定盐雾试验条件下能够保持正常使用功能的时间。
通常会通过连续进行盐雾试验,观察材料的性能变化情况,以确定其耐盐雾时间。
3. 结语盐雾试验国标的判定标准是评估材料在盐雾环境中耐腐蚀性能的重要依据。
通过本文的介绍,希望读者能更全面地了解盐雾试验国标的判定标准,从而有效地进行盐雾试验并评估产品的质量。
腐蚀试验方法及监测技术
腐蚀试验方法及监测技术摘要:一、引言二、腐蚀试验方法1.实验室腐蚀试验2.现场腐蚀试验三、腐蚀监测技术1.物理监测技术2.化学监测技术3.生物监测技术四、腐蚀试验与监测技术的应用1.金属材料的腐蚀试验与监测2.混凝土结构的腐蚀试验与监测3.复合材料的腐蚀试验与监测五、腐蚀试验与监测技术的未来发展六、结论正文:腐蚀试验方法及监测技术一、引言腐蚀是材料在环境作用下导致性能下降的现象,长期以来对各种工程结构、设备和设施造成了巨大的损失。
为了解和研究腐蚀的规律,制定有效的防护措施,腐蚀试验方法和监测技术在材料科学研究中起着至关重要的作用。
本文将对腐蚀试验方法及监测技术进行综述,以期为我国腐蚀防护领域的发展提供参考。
二、腐蚀试验方法1.实验室腐蚀试验实验室腐蚀试验是在controlled conditions 下进行的,可以精确地研究材料的腐蚀行为。
主要包括点滴腐蚀试验、电化学腐蚀试验、腐蚀失重试验等。
通过实验室腐蚀试验,可以得到材料的腐蚀速率、腐蚀机理等重要信息。
2.现场腐蚀试验现场腐蚀试验是在实际工程环境中进行的,可以更真实地反映材料在实际应用中的腐蚀状况。
现场腐蚀试验主要包括暴露试验、埋地试验、海洋环境试验等。
通过现场腐蚀试验,可以评价材料的耐腐蚀性能,为工程应用提供依据。
三、腐蚀监测技术1.物理监测技术物理监测技术主要通过对腐蚀产物、腐蚀形貌、腐蚀声波等方面的观察和测量,实时了解腐蚀过程。
常见的方法有光学显微镜监测、X射线衍射监测、超声波监测等。
2.化学监测技术化学监测技术是通过分析腐蚀介质中的化学成分和腐蚀产物的变化,评价腐蚀程度和速率。
主要包括电化学阻抗谱监测、红外光谱监测、激光光谱监测等。
3.生物监测技术生物监测技术是利用生物传感器或生物反应器等设备,通过检测腐蚀环境中生物群体的数量、活性等参数,判断腐蚀程度和类型。
常见的方法有微生物监测、免疫监测等。
四、腐蚀试验与监测技术的应用1.金属材料的腐蚀试验与监测金属材料的腐蚀试验与监测主要包括钢铁、铝合金、铜合金等材料的腐蚀试验。
材料性能表征与评价
材料性能表征与评价材料的性能是指材料在不同条件下的力学、物理、化学等性质。
对于不同的应用场景,需要对材料的性能进行评价和表征,以确保其能够满足要求。
本文将从材料性能的定义、评价和表征方法等方面进行论述。
一、材料性能的定义材料性能是指材料在外界作用下所呈现出的各种性质,包括力学性能、物理性能、化学性能等。
力学性能主要包括强度、韧性、硬度等;物理性能主要包括电性、热性、光学性、磁性等;化学性能主要包括耐腐蚀性、耐热性等。
这些性能都是通过一系列实验测试,得出的材料力学、物理和化学性质指标。
二、材料性能评价方法对于同一种材料,它的性能指标可能会有很大的差别,这与制备工艺、材料组成以及应用场景等因素相关。
因此,需要对材料性能进行评价,以便选取最合适的材料。
目前,常用的材料性能评价方法主要包括以下几种:1. 对比评价法对比评价法是指将不同材料在相同条件下进行实验对比,以评估各种材料的性能优劣。
这种方法比较直观,但需要大量的实验数据和实验设备,且对材料的制备和测试要求较高。
2. 统计评价法统计评价法是指通过对一批材料的大量测试数据进行统计分析,得出该材料在某种性能指标上的平均数、标准差等指标来评价其性能。
这种方法能够对材料性能进行量化评价,但需要大量的测试数据和统计分析方法。
3. 理论模型评价法理论模型评价法是指通过建立材料的力学、物理和化学模型,分析不同条件下材料的性能表现,从而评价材料的性能。
这种方法需要深入理解材料本质和物理机制,但对于不同材料的建模难度较大,需要大量计算和分析工作。
三、材料性能表征方法材料性能评价是指对材料性能的定量和定性评估,在评价时需要对材料进行表征,以便更好地理解其性质和实现优化。
目前常用的材料性能表征方法主要包括以下几种:1. 显微观测表征法显微观测表征法是指采用显微镜等显微仪器对材料进行观察和分析,以获取材料的各种显微结构、形态、尺寸等信息。
这种方法能够深入理解材料的本质和结构特征,但需要高分辨率的显微镜和样品制备技术,且只能观测到表面和局部结构。
材料耐腐蚀性能地评价与衡量方法
1.1材料耐腐蚀性能的评价方法工程材料在使用时,一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。
也就是说,材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀,从而导致工程结构的失效。
因此,如何评价在工况环境下,材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。
概括起来,工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类:重量法、表面观察法和电化学测试法。
1.1.1重量法重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本,同时也是最为有效可信的定量评价方法。
尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点,但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化,可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。
也正因为如此,它一直在腐蚀研究中广泛使用,是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。
重量法分为增重法和失重法两种,他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。
前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样,后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。
当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时,应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后,在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。
对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况,通常可以考虑采用失重法。
例如,通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时,就通常采用失重法, 图1。
而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况,例如材料的高温腐蚀,通常可以考虑采用增重法图2。
为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较,必须采用电位面积上的重量变化为表示单位,及平均腐蚀速度,如g.m -2h -1。
根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间的平均腐蚀深度,如m/a 。
这两类的速度之间的换图1 失重法测试镁合金腐蚀速度Ni –30Cr –8Al –0.5Y 铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在(a )1000℃高温氧化增重动力学曲线 (b) Na 2SO 4+25%wtNaCl 热腐蚀增重动力学曲线算公式为:ρAB 73.8=式中 A-按重量计算的腐蚀速度,g.m -2h -1;B-按深度计算的腐蚀速度,mm/a ; ρ-金属材料密度, g.cm -3。
金属材料腐蚀性能检验流程及防护措施
金属材料腐蚀性能检验流程及防护措施金属材料腐蚀性能检验是一项重要的检测工作,主要用于评估金属材料在特定环境条件下的耐腐蚀性能。
下面将介绍金属材料腐蚀性能检验的流程以及相应的防护措施。
一、金属材料腐蚀性能检验流程:1. 确定测试材料和测试条件:根据实际需要,选择待测试的金属材料以及相应的腐蚀介质和腐蚀温度。
2. 制备试样:根据所选用的测试方法,按照相应的标准规范制备试样。
试样制备包括材料切割、尺寸加工、表面处理等步骤。
3. 腐蚀测试:将试样置于腐蚀介质中进行浸泡或暴露测试。
根据测试需要,可以选择不同的腐蚀测试方法,如浸泡法、喷淋法、反应器法等。
4. 腐蚀时间控制:根据测试要求,确定腐蚀时间。
一般情况下,腐蚀时间较长可以更准确地评估材料的腐蚀性能,但测试周期也相应延长。
5. 观察和记录:在腐蚀完成后,观察试样的表面变化。
可以使用光学显微镜、扫描电子显微镜等设备对试样进行观察,并记录腐蚀程度、腐蚀形貌等数据。
6. 结果分析和评价:根据观察和记录的数据,对试样的腐蚀程度进行评价和分析。
可以采用图像分析、电化学分析等方法,进一步评估材料的耐腐蚀性能。
7. 报告编写和结论:根据实际需要,编写检测报告,并给出相应的结论和建议。
报告中应包含详细的测试过程、测试结果以及对于材料腐蚀性能的评价。
二、金属材料腐蚀性能检验的防护措施:1. 选择适当的材料:在实际应用中,根据不同的工作环境和介质的性质,选择适合的金属材料,提高其耐腐蚀性能。
2. 表面处理:加强金属材料的防护性能,可以对其表面进行处理。
例如,镀层处理、阳极保护等可以有效延缓金属材料的腐蚀速度。
3. 使用涂层材料:对一些特殊环境下的金属材料,可以使用涂层材料进行保护。
涂层可以起到物理隔离、化学稳定等作用,提高材料的耐腐蚀性能。
4. 控制环境条件:在使用金属材料时,可以通过控制环境条件来减少材料的腐蚀速度。
例如,降低温度、保持干燥等措施可以有助于减少腐蚀。
5. 定期检查和维护:对于已经使用的金属材料,应定期检查其腐蚀情况,并进行相应的维护和修理。
材料耐腐蚀性能的评价方法
1.1材料耐腐蚀性能的评价方法工程材料在使用时,一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。
也就是说,材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀,从而导致工程结构的失效。
因此,如何评价在工况环境下,材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。
概括起来,工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类:重量法、表面观察法和电化学测试法。
1. 1. 1重量法重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本,同时也是最为有效可信的定量评价方法。
尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点,但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化,可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。
也正因为如此,它一直在腐蚀研究中广泛使用,是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。
重量法分为增重法和失重法两种,他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。
前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样,后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。
当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时,应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后,在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。
对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况,通常可以考虑采用失重法。
例如,通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时,就通常采用失重法,图lo图1失重法测试镁合金腐蚀速度而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况,例如材料的高温腐蚀,通常可以考虑采用增重法图2o动力学曲线(b) Na2S0i+25%wtNaCI 热腐蚀增重动力学曲线为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较,必须米用电位面积上的重量变化为表示单位,及平均腐蚀速度,如 g. m-Vo 根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间内的平均腐蚀深度,如m/ao 这两类的速度之间的 (a) 1000 C 高温氧化增重48 h imn^er^on亠宫EJyE) s胆《8IE豆为主期—厅玄f J3TN常 .4 --■— casl alloy +--sputfefed coatirig ・ akimimted coatingNi - 30Cr - SAI - 0.5Y 铸态合金.溅射涂层.渗铝涂层在LE 刍口••陰益七量s 40 eo Tiime (h) 100 O换算公式为:A B =8. 73 —P式中A-按重量计算的腐蚀速度,g.mBfl按深度计算的腐蚀速度,mm/aP 金属材料密度,g. cm -%从腐蚀实验前后的试样重量变化计算腐蚀速度V (mm/a,公式为:87600 : W式中M 试样失重,g ;P 金属材料密度,g. cm -3;A-试样面积,cm 2;t -试验周期,ho失重法的关键操作之一就是完全清除腐蚀产物,而又不损伤基体金属。
钛材耐腐蚀数据
钛材耐腐蚀数据引言概述:钛材作为一种重要的金属材料,在工业领域有着广泛的应用。
其中,其耐腐蚀性能是其重要的特点之一。
本文将详细介绍钛材的耐腐蚀数据,包括其在不同腐蚀介质中的表现和性能参数。
一、耐腐蚀数据1.1 酸性介质中的表现钛材在酸性介质中表现出色,主要体现在以下几个方面:1.1.1 对硫酸的耐蚀性:钛材在浓硫酸中具有较好的耐蚀性能,尤其是在高温下,其腐蚀速率较低。
1.1.2 对盐酸的耐蚀性:钛材对盐酸的腐蚀性较小,尤其是在低浓度盐酸中表现更为突出。
1.1.3 对硝酸的耐蚀性:钛材在硝酸中的耐蚀性较好,尤其是在浓硝酸中,其耐蚀性能更为突出。
二、耐腐蚀性能参数2.1 腐蚀速率腐蚀速率是评价材料耐腐蚀性能的重要参数之一,钛材的腐蚀速率通常较低。
2.2 腐蚀深度腐蚀深度是衡量材料在腐蚀介质中受损程度的参数,钛材的腐蚀深度通常较小。
2.3 抗应力腐蚀性能钛材具有较好的抗应力腐蚀性能,能够在一定程度上抵抗外部应力引起的腐蚀。
三、耐腐蚀数据测试方法3.1 电化学测试电化学测试是评价材料耐腐蚀性能的主要方法之一,通过测定钛材的电化学参数来评估其在腐蚀介质中的表现。
3.2 重量损失法重量损失法是一种传统的测试方法,通过测量材料在腐蚀介质中的重量变化来评估其耐腐蚀性能。
3.3 金相显微镜观察金相显微镜观察可以直观地观察材料在腐蚀介质中的微观结构变化,从而评估其耐腐蚀性能。
四、钛材的应用领域4.1 化工行业由于其优异的耐腐蚀性能,钛材在化工行业中得到广泛应用,用于制造反应器、换热器等设备。
4.2 医疗器械钛材具有生物相容性好的特点,因此在医疗器械领域中应用广泛,如人工关节、牙科种植等。
4.3 航空航天由于其轻质高强的特性,钛材在航空航天领域中得到广泛应用,用于制造飞机结构件、发动机零部件等。
五、结论综上所述,钛材具有优异的耐腐蚀性能,其在不同腐蚀介质中表现出色,具有较低的腐蚀速率和腐蚀深度。
通过不同的测试方法可以评估其耐腐蚀性能,使其在化工、医疗和航空航天等领域得到广泛应用。
涂膜耐化学及耐腐蚀性能的检测
涂膜耐化学及耐腐蚀性能的检测被涂物产品均在大气环境中使用,受到空气中水分及其他各种化学成分的侵蚀,而人们对产品进行涂装其目的就是希望在使用产品时能使它具有抗腐蚀的能力,延长它的使用寿命。
所以,对涂膜的耐化学腐蚀能力是一个很重要的质量指标,必须进行检测。
涂膜的耐化学及耐腐蚀性能检测的内容主要包括:对接触化学介质而引起的破坏的抵抗能力的检测,如耐水性、耐盐水性、耐石油制品性、耐化学品性等。
对大气环境中物质破坏的抵抗性能的测,如耐潮湿性、耐污染性、耐化工气体性、耐霉菌性等。
对防止介质引起底材发生腐蚀能力的检测,如耐腐蚀性、耐锈性的检测等,通常以湿热试验、盐雾试验和水气透过性试验来表示其能力。
1、涂膜的耐水性检测涂料产品在实际使用中往往与潮湿的空气或水分直接接触,随着漆膜的膨胀与透水,就会发生起泡、变色、脱落、附着力下降等各种破坏现象,直接影响到产品的使用寿命。
所以对涂膜的耐水性能必须检测。
影响涂膜耐水性的因素主要是:组成涂料的组分物质;被涂物的表面处理质量及涂装质量等;目前常用的耐水性测定方法有常温浸水法、浸沸水法、加速耐水法等。
(1)常温浸水法常温浸水法用得较广。
适用于醇酸、氨基漆等绝大多数品种。
国家标准GB1733-93(1988年确认)规定了具体检测涂膜耐水性的方法和要求。
(2)浸沸水检测法浸沸水检测法用于经常与盛有热水、热汤等器皿物件的涂膜。
测定时将涂漆样板在2/3面积浸挂在沸腾的蒸馏水中,达到产品规定的时间后取出样板观察涂膜的变化状况,以此评定涂膜的耐水性。
(3)加速耐水法为了缩短检测时间,按国家标准GB5209-85《色漆和清漆-耐水性测定-浸水法》的规定进行具体操作,可在当天就能看到结果。
2、如梦耐盐水性检测涂膜在盐水中不仅受到水的浸泡而发生溶胀,同时又受到溶液中氯离子的渗透而引起强烈的腐蚀破坏。
所以可用耐盐水性试验来检测涂膜的防腐蚀性能。
目前常用质量分数为3%的氯化钠溶液浸湿试板的2/3面积,按产品规定的时间后取出并检查其涂膜变化状况。
腐蚀评价
单一的方法不会提供镁合金在 SBF 里全面的腐蚀信 PH检测法
电化学法 结 论 息。每种方法都有优势和不足,可根据试验条件选 择合适的组合方法,来研究可降解镁植入物的体外 试验。为可降解镁合金体内试验提供选材和适应性 基础。
The end!
OCP高 PDP测试可以提供腐蚀电位( Ecorr) ,腐蚀
电流密度( Jcorr) , 阳极和阴极反应和动力学信息 腐蚀速率 ( C R, mm/a) 可根据 Jorr 来进行计算,见 式( 4)
概
述
失 重 法
析 氢 法
PH检测法
电化学法 结 论
概
述
失 重 法
析 氢 法
PH检测法
电化学法 结 论
差别可能很大。
概
述
五、电化学法
1 动电位极化 动电位极化( PDP) 是研究镁
失 重 法
析 氢 法 合金体外腐蚀最常用的电化学技术通常,为保证获得 稳定的腐蚀电位,PDP试验前应将被测试样浸泡在腐 PH检测法 蚀介质里一段时间进行开路电位( OCP) 测试 OCP稳 电化学法 结 论 定后,通过调节工作( Mg) 电极和反( 惰性) 电极之间 的电流,以一定的扫描速率( 如0.5mV/s) 在预设电 位范围内扫描初始电压选择比 OCP 低,终止电压比
概
述 根据 ASTMG31 ,浸泡试样的腐蚀速率 ( CR ,
失 重 法 mm/a),也可用式( 2) 计算:
析 氢 法
PH检测法
电化学法 结 论
失重试验是研究镁体外腐蚀最简单的方法,为确保 结果的准确性,失重法需多次重复试验 可采用失重法
与电化学腐蚀试验同时进行。
概
述
三、 析氢测量法
失 重 法 镁及其合金在水溶液里的反应过程可由式( 3) 表示,
金属材料的腐蚀磨损行为、防护技术与评价方法
1 腐蚀磨损概述1.1 腐蚀磨损定义和分类腐蚀磨损(Corrosion Wear )——指“摩擦副对偶表面在相对滑动过程中,表面材料与周围介质发生化学或电化学反应,并伴随机械作用而引起的材料损失现象 ” ,实际工况中,腐蚀磨损往往受限于材料因素(材料的成分、组织、力学性能、物化性能等)、电化学因素(腐蚀介质的种类、浓度、pH 值等)、力学因素(载荷、速度等)和环境因素(温度及压力等)等的影响。
腐蚀磨损行为与纯腐蚀行为和纯磨损行为均有很大差异。
根据腐蚀介质的不同,腐蚀磨损可分为化学腐蚀磨损和电化学腐蚀磨损两大类。
(1)化学腐蚀磨损—在气体介质中的腐蚀磨损实际上以氧化磨损为主,主要是金属表面与气体介质发生氧化反应,在表面生成氧化膜,随后在磨料或微凸体作用下被去除的过程。
根据膜的机械性质不同,氧化磨损模型主要有脆性氧化膜和氧化磨损模型和韧性氧化膜的氧化磨损两类。
金属表面发生氧化生成的脆性氧化膜的物理机械性能与基体差别很大,生长到一定厚度时很容易被外部机械作用去除而暴露出金属基体,随后在新鲜集体上有开始新的氧化。
韧性膜比基体要软,受外部机械作用时,可能只有部分氧化膜被去除,随后氧化过程有开始在氧化膜上进行,因此韧性膜的腐蚀磨损较脆性膜要轻微。
(2)电化学腐蚀磨损—电化学腐蚀磨损由于涉及的因素较多,是一个比氧化磨损更为复杂的过程,根据电化学腐蚀磨损过程中材料被去除的特点,人们提出了机械去除模型和腐蚀去除模型。
图1 脆性膜的氧化磨损示意图 图2 韧性膜的氧化磨损示意图3 均匀腐蚀条件下的腐蚀磨损模型图4 相界面腐蚀的腐蚀磨损模型在磨料作用下,材料表面膜局部被去除破坏,但随即又重新形成新的表面膜。
而磨料是均匀作用在真个材料表面上,当任意一块表面被磨料破坏了表面膜而裸露出金属基体时,此处的腐蚀速度比有表面膜覆盖的地方快得多,因此,在整个过程中,腐蚀磨损比纯磨损对材料的破坏严重得多。
图4是具有碳化物多相结构的高铬铸铁发生晶间腐蚀的腐蚀磨损模型,由于碳化物的电极电位大大高于基体金属的电极电位,因此在碳化物相组织和基体相之间将发生晶间腐蚀,之后材料在磨料或硬质点机械作用下发生断裂。
玻璃纤维耐酸腐蚀性的评价方法
玻璃纤维耐酸腐蚀性的评价方法於秋霞;李斌;陆宗文;王勇;袁国龙【摘要】介绍了玻璃纤维的耐腐蚀性对复合材料的影响,描述了玻璃纤维酸腐蚀的机理,玻璃纤维的酸腐蚀主要是因为其成分中的硼,硼的质量分数越高越容易导致在酸性介质中的纤维失效.通过对比不同的酸腐蚀性能测试方法和结果,可以得出不同的玻璃纤维在耐酸性上有较大的差异.为了保证复合材料使用的安全性,在复合材料的设计中应选择合适的玻璃纤维,了解不同纤维的耐酸性以及选择正确的方法对玻璃纤维进行评价.【期刊名称】《玻璃纤维》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P7-13)【关键词】玻璃纤维;耐酸腐蚀性;复合材料;E玻璃纤维;E-CR玻璃纤维;应力腐蚀【作者】於秋霞;李斌;陆宗文;王勇;袁国龙【作者单位】欧文斯科宁复合材料中心,上海201201;重庆市特种设备质量安全检测中心,重庆401121;欧文斯科宁复合材料中心,上海201201;欧文斯科宁复合材料中心,上海201201;欧文斯科宁复合材料中心,上海201201【正文语种】中文【中图分类】TQ171.77+1.20 前言玻璃纤维复合材料由于其优异的力学性能、耐酸性、可设计性以及高性价比等特点,已经被越来越广泛地应用到各个行业中,尤其是一些对耐腐蚀性要求较高的行业,如压力容器、高压管道以及烟道脱硫等[1-3]。
在实际应用中,由于腐蚀产生的安全事故在国内是屡见不鲜,2007年发生在国内某加气站的复合材料增强压缩天然气(CNG)气瓶爆炸事故中(图1),通过对事故现场的分析发现复合材料层在爆炸前接触过酸性介质,而且在事故前复合材料层已经出现了腐蚀断裂。
由于复合材料的失效,其在CNG气瓶充装气体时起不到增强的作用,从而导致爆炸。
该事故是一起典型的因为腐蚀而产生的安全事故。
图1 国内某加气站CNG气瓶爆炸事故现场图片由此可见,复合材料的耐酸腐蚀性对其使用寿命以及安全性能有着至关重要的影响。
但是现在很多观念上的误区都认为复合材料层的腐蚀主要取决于树脂,玻璃纤维对复合材料的耐腐蚀性基本没有影响。
涂料及涂层的性能检测方法
涂料及涂层的性能检测方法涂料及涂层的性能检测方法是保证涂料及涂层质量的关键,以下就七种常见的涂料及涂层性能检测方法进行介绍。
1.粘结力测试粘结力测试是评价涂层质量最常用的方法之一,根据不同的样品可以采用不同的方法进行粘结力测试,如拉伸测试、疲劳测试、弯曲测试等。
其中,拉伸测试是最为常用的评价涂层粘结力的方法之一。
拉伸测试的基本原理是将涂装件或样品放入测试机,通过施加力度来产生拉伸效果,因而测试涂料或涂层与底层材料之间的粘接力度。
2.耐腐蚀测试耐腐蚀测试是测试涂层抗化学腐蚀性能的方法。
可采用浸泡、盐雾等方法,在特定的温度、湿度、气氛等条件下进行测试。
目前常用的耐腐蚀测试方法有ISO 7253、ASTM D1308、ASTM B117等。
3.硬度测试硬度测试是检测涂层硬度、耐磨性的一种方法。
硬度测试可以量化涂层或涂装表面抵抗刮擦或切割的能力,是评价涂层质量的重要手段之一,对于涂装机械零件等涂装部件有很大的作用。
4.色差测定色差测定是检测涂料、涂层颜色相关性能的方法之一。
通过测定色差值来评价涂料及涂层的色彩和色泽是否符合规定的标准,可通过比色法、光度计等设备进行测定。
5.湿度测试湿度测试是检测涂层湿度、湿度变化等性能的方法之一。
这是一种非常常见的方法,可通过湿度计、湿度计等设备进行测试评价。
6.耐热性测试耐热性测试是检测涂层对高温的耐受性能的方法之一,该测试可通过在高温环境下暴露,或通过烘箱等设备进行测试,并对样品进行观察和分析,从而评价涂层的耐高温性能。
7.耐候性测试耐候性测试是检测涂料和涂层在日光、氧气、水分、微生物等自然因素下的性能和稳定性的方法之一。
该测试可通过暴露在户外环境中的测试样品、采用人工气氛、气候箱等方法进行测试,常用的耐候性测试方法有ISO 11507、ASTM G154等。
以上就是七种常见的涂料及涂层性能检测方法,这些标准方法为检验涂料及涂层的性能提供了依据,对于确保产品质量和应用效果具有重要意义。
常用盐雾试验标准及相关结果评价
1. 前言盐雾试验是一种常用的腐蚀试验方法,用于评估金属材料、涂层、镀层和其他表面处理的耐腐蚀性能。
在实际工程中,常用的盐雾试验标准有多种,如ASTM B117、ISO 9227、GB/T 2423.17等。
通过对这些试验标准的了解和评价,我们可以更好地选择合适的标准进行测试,以保证产品的品质和可靠性。
2. 盐雾试验标准概述2.1 ASTM B117ASTM B117是由美国材料与试验协会(ASTM)制定的盐雾试验标准,适用于金属和涂层的耐腐蚀性能评定。
该标准要求在特定的温度和湿度条件下,将盐水雾化喷洒在被试样品表面,通过一定的时间进行测试,以评估材料的抗腐蚀性能。
2.2 ISO 9227ISO 9227是国际标准化组织(ISO)发布的盐雾试验标准,适用于金属和其它相关材料的耐腐蚀性能评定。
与ASTM B117相似,ISO 9227也要求将盐水雾化喷洒在被试样品表面,通过一定的时间进行测试,以评估材料的抗腐蚀性能。
2.3 GB/T 2423.17GB/T 2423.17是我国国家标准化委员会发布的盐雾试验标准,适用于工业产品的耐腐蚀性能评定。
该标准采用了与ASTM B117和ISO9227类似的测试方法,但在试验条件和参数上有所差异。
3. 相关结果评价在进行盐雾试验后,我们需要对测试结果进行评价。
首先是观察试验后样品的表面状态,包括腐蚀、氧化、锈蚀等情况。
其次是测量试验后的重量变化、表面电阻、粗糙度等指标,以客观评估材料的耐腐蚀性能。
最后是进行对比分析,将试验结果与标准要求进行对比,评定样品的合格性。
4. 个人观点和理解盐雾试验是一项重要的腐蚀试验方法,对于保障产品的质量和可靠性具有重要意义。
在选择盐雾试验标准时,需要根据实际情况和要求进行综合考虑,选择最适合的标准进行测试。
在评价测试结果时,要多角度、多指标进行综合分析,以确保评估结果的准确性和可靠性。
5. 总结通过对常用盐雾试验标准及相关结果评价的全面了解和评价,我们可以更好地把握盐雾试验的测试流程和要点,更准确地评估材料的耐腐蚀性能。
材料耐腐蚀性能的评价方法1
材料耐腐蚀性能的评价方法1材料耐腐蚀性能的评价方法1材料的耐腐蚀性能是指材料在特定环境条件下抵抗腐蚀的能力,它是一个重要的指标来评价材料在使用过程中的耐久性和可靠性。
评价材料耐腐蚀性能的方法有很多,下面将详细介绍其中一种方法。
一种常用的评价材料耐腐蚀性能的方法是通过腐蚀试验来进行。
腐蚀试验包括实验设备的选择、试样的制备、实验条件的设定等多个方面。
首先,需要选择合适的实验设备。
常见的腐蚀试验设备有盐雾试验箱、浸泡试验箱、高温高压腐蚀试验设备等。
不同的试验设备适用于不同的腐蚀环境和试样。
例如,盐雾试验箱适用于模拟海洋腐蚀环境,浸泡试验箱适用于模拟液体腐蚀环境。
其次,需要制备试样。
试样的制备应根据实际应用环境进行选择。
通常可以选择不同形状和尺寸的试样,例如片状、柱状、球状等。
试样的表面处理也很重要,可以通过机械处理、化学处理等方式来减少表面的不均匀性。
然后,需要设定实验条件。
实验条件包括腐蚀介质的选择、温度、压力、腐蚀时间等。
腐蚀介质应根据实际应用环境来选择,例如酸性、碱性、高温、高压等。
试验中的温度、压力和腐蚀时间应根据实际情况进行调节。
在实验进行过程中,需要定期对试样进行观察和测试。
观察可以通过光学显微镜、扫描电子显微镜等来进行。
测试可以包括腐蚀速率、腐蚀深度、腐蚀产物形态等。
通过观察和测试的结果,可以评估材料的耐腐蚀性能,并进行比较和分析。
需要注意的是,单一的腐蚀试验结果往往不能全面反映材料的耐腐蚀性能。
因此,在进行腐蚀试验时需要根据实际应用环境的要求选择不同的试验方法和参数,以综合评估材料的耐腐蚀性能。
同时,还需要考虑与其他材料和构件的配合性和相容性,以确保整个系统的稳定性和可靠性。
总之,通过腐蚀试验来评价材料的耐腐蚀性能是一种常用的方法。
这种方法可以通过模拟实际应用环境来评估材料的耐腐蚀性能,并提供实用的指导和参考。
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1.1材料耐腐蚀性能的评价方法工程材料在使用时,一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。
也就是说,材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀,从而导致工程结构的失效。
因此,如何评价在工况环境下,材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。
概括起来,工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类:重量法、表面观察法和电化学测试法。
1.1.1重量法重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本,同时也是最为有效可信的定量评价方法。
尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点,但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化,可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。
也正因为如此,它一直在腐蚀研究中广泛使用,是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。
重量法分为增重法和失重法两种,他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。
前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样,后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。
当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时,应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后,在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。
对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况,通常可以考虑采用失重法。
例如,通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时,就通常采用失重法, 图1。
而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况,例如材料的高温腐蚀,通常可以考虑采用增重法图2。
为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较,必须采用电位面积上的重量变化为表示单位,及平均腐蚀速度,如g.m -2h -1。
根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间内的平均腐蚀深度,如m/a。
这两类的速度之间的图1 失重法测试镁合金腐蚀速度Ni –30Cr –8A l –0.5Y 铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在(a )1000℃高温氧化增重动力学曲线 (b) Na 2SO 4+25%wtNaCl 热腐蚀增重动力学曲线换算公式为:ρAB 73.8=式中 A-按重量计算的腐蚀速度,g.m -2h -1;B-按深度计算的腐蚀速度,mm/a ; ρ-金属材料密度, g.cm -3。
从腐蚀实验前后的试样重量变化计算腐蚀速度V (mm/a ),公式为: tA WV ⨯⨯∆⨯=ρ87600式中 ΔW-试样失重,g ;ρ-金属材料密度, g.cm -3; A-试样面积, cm 2; t-试验周期, h 。
失重法的关键操作之一就是完全清除腐蚀产物,而又不损伤基体金属。
常用工程材料去处表面腐蚀产物的标准方法如表所示。
采用失重法对材料进行腐蚀性能评价时,由于不同的研究者会采用不同的试样尺寸、腐蚀介质以及试验温度,导致所获得的数据很难具有可比性。
因此,为了解决这个问题,人们规范了一种标准的腐蚀试验方法—盐雾腐蚀试验。
目前,工业界普遍通过盐雾试验并结合失重测试来表征材料的耐腐蚀性能。
根据ASTM B117的要求,试样以15-30度的倾角放置,采用5%的NaCl 溶液进行雾化喷雾,试验温度35℃。
盐雾实验要求盐雾箱内的容积要足够大,不得将盐雾直接喷射到实验的表面。
1.1.2 表面观察法 1.1.2.1 宏观观察就是对材料在腐蚀前后及去除腐蚀产物前后的形态做肉眼分析,还应该注意腐蚀产物的形态和分布,以及他们的厚度、颜色、致密度和附着性;同时还应该注意腐蚀介质中的变化,包括溶液的颜色,腐蚀产物在溶液中的形态、颜色、类型和数量等。
虽然这种观察是很粗糙的,但任何精细的服饰研究都辅以这种方法。
1.1.2.2 显微观测就是对受腐蚀的试样进行金相检查或断口分析,或者用扫描电镜、透射电镜、电子探针等做微观组织结构和相成分的分析,据此可研究微细的腐蚀特征和腐蚀动力学。
一些工程材料中,常见腐蚀形态的显微形貌如图所示。
对受腐蚀的试样进行显微观察时,需要注意的几点是:第一,在观察表面形貌时,特别是一些局部腐蚀的形貌时,一定要注意腐蚀截面形貌的观察。
这是因为局部腐蚀可能在材料表面所造成的腐蚀并不很显著,而在材料的内部发展。
不锈钢等材料的点蚀就是一例,图3。
第二,在观察材料的氧化膜截面形貌时,要注意采用扫描电子显微镜的背散射模式进行观察。
扫描电镜在腐蚀形貌观察时,通常有两种工作模式,一种是二次电子相模式,一种是背散射模式。
二次电子相通过测试二次电子,来获得试样表面的形貌,而背散射模式则可以通过测试背散射电子,获得试样表面元素分布的情况。
通过背散射模式观察腐蚀试样氧化膜界面的形貌,可以很容易地分辨出氧化膜内元素的分布,从而判断出氧化膜是单层结构还是多层结构, 图4。
图3 不锈钢丝上的点蚀,可以看到典型的花边第三,当材料表面覆盖着较厚的腐蚀产物时,进行观察腐蚀形貌时一定要注意将取出腐蚀产物前后的形貌进行综合对比,才能获得准确的结论。
两种材料在未去除腐蚀产物之前形貌相同,去除腐蚀产物后腐蚀形态可能会大相径庭。
例如,316L 不锈钢在80℃Na 2SO 4和NaCl 混合溶液中腐蚀4小时后的腐蚀形貌同ZE41镁合金在NaCl 溶液中腐蚀12小时的形貌基本相同,腐蚀产物都呈现龟裂状。
但是,去除腐蚀产物后发现,二者的腐蚀形态截然不同:316L 不锈钢80℃Na 2SO 4和NaCl 混合溶液中发生的是均匀腐蚀图5,而ZE41发生的则是点蚀,图6。
316L 不锈钢80℃Na 2SO 4和NaCl 混合溶液浸泡,去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌ZE41镁合金在NaCl 溶液浸泡,去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌1.1.3 电化学测试法电化学测试方法是一种能够快速、准确地用于研究材料腐蚀的现代研究方法。
由于材料的腐蚀大多数属于电化学腐蚀,因此电化学测试方法在腐蚀中应用的非常广泛。
与重量法和表面观察法相比,电化学测试方法不但能够研究材料的腐蚀速度,还能够深入地研究材料的腐蚀机理。
电化学测试方法经过近50年的发展,按外加信号分类大致可以分为直流测试和交流测试;按体系状态分类可以分为稳态测试和暂态测试。
直流测试包括动电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、恒电流/恒电位法、等等;而交流测试则包括阻抗测试和电容测试。
对于稳态测试方法,通常包括动电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、电化学阻抗谱;而暂态测试包括恒电流/恒电位法、电流阶跃/电位阶跃法和电化学噪声法。
在诸多的电化学测试方法中,动电位极化曲线法和循环极化法是最基本,也是最常用的方法。
从上一节的内容可以得知,根据材料的腐蚀电化学行为,可以将材料分为两大类:活性溶解材料和钝性材料。
对于不同种类的材料,在评价其耐蚀性能时要采用不同的标准。
对于活性溶解行为的材料(镁合金、碳钢、低合金钢等)来说,仅仅采用腐蚀电位(E corr)的高低来评价材料的腐蚀性能是不对的。
这种错误的认识来源于仅仅关注了材料腐蚀的热力学趋势,而忽略了材料的腐蚀动力学特征。
在评价活性溶解材料的耐蚀能力时,首要的参数是腐蚀电流(i corr),腐蚀电流越小,材料的耐蚀性能越好,这是因为腐蚀电流是由材料的溶解所造成的。
AZ91E和MEZ 两种镁合金的极化曲线如图7所示,从图中可以看出:尽管MEZ合金的腐蚀电位远远低于AZ91E合金,但是考虑到MEZ合金的腐蚀电流要明显小于AZ91E合金,所以MEZ合金的耐蚀性能应当高于AZ91E合金,这一点从盐雾腐蚀失重和金相观察结果中都得到了证实。
图7只要当两种材料的腐蚀电流大体相同时,腐蚀电位才是一个需要考虑的参数,腐蚀电位越高,材料的耐蚀性能越好。
举一个例子可以有助于更好的理解这句话,图8:当电位为a 时,纯镁处在腐蚀电位,纯镁发生腐蚀;而AZ91D 镁合金则处在阴极状态,没有发生腐蚀。
当电位为b 时,纯镁处在阳极电位而发生严重的腐蚀;与之对比,AZ91D 镁合金则还处在阴极状态,没有发生腐蚀。
当电位为c 时,纯镁和AZ91D 镁合金都处在阳极电位下,但是AZ91D 镁合金的阳极电流则明显小于纯镁,此时AZ91D 的腐蚀速度低于纯镁。
从上述的三种典型的情况来看,AZ91D 合金在各个电位下其溶解电流都小于纯镁,所以可以判断AZ91D 合金的耐蚀能力优于纯镁。
综合上面的论述,可以对活性溶解材料耐蚀性能的评价标准做一下总结: ● 首先要看腐蚀电流的大小,腐蚀电流越小,材料的耐蚀性能越好; ● 当材料的腐蚀电流相差不大时,腐蚀电位越高,材料的耐蚀性能越好。
对于钝性材料(铝合金、钛合金、不锈钢、镍合金、锆合金)来说,在评价此类材料的耐蚀性能时,应当评价材料钝化区的性能,而不是去比较材料的腐蚀电流和腐蚀电位。
这是因为由于材料能够钝化,所以在工程应用过程中,人们都E (V S C E )i(A/cm 2)会将这些材料做钝化处理后才使用。
通过动电位极化曲线可以获得两个表征材料腐蚀性能的参数:击破电位E b 和维钝电流i pass。
击破电位越高材料的耐蚀性能越好;维钝电流越低材料的耐蚀性能越好。
例如,在0.1M H3BO3+0.025M Na2B4O7溶液中(图 9),纳米孪晶镍与铸态纯镍相比,击破电位升高,维钝电流减小,经过纳米孪晶后,镍的耐蚀能力得到了明显的提高。
图9再比如,经过载波钝化处理之后,A890双相不锈钢的击破电位变化不大,但是维钝电流却显著下降,这说明载波后的双相不锈钢耐蚀能力明显增强。
图10图10在评价工程材料的耐蚀能力时,有这样一种非常困扰的现象是经常遇到的,如图11所示。
1Cr17Ni2不锈钢的击破电位低于1Cr12Ni2WMoVNb 不锈钢,但是1Cr12Ni2WMoVNb 不锈钢的维钝电流却高于1Cr17Ni2不锈钢。
根据上面介绍的评价标准,很难判断那种材料的耐蚀性能更好。
图11因此,需要引入评价钝性材料耐蚀性能的第三个标准,保护电位E p 。
保护电位通过测试循环极化曲线获得,用于表征材料在发生点蚀之后的自钝化、自修补能力。
按照ASTM 循环极化曲线的测试标准,扫描电位从相对开路电位(OCP )-300mV 开始,至电流密度达到1mA.cm -2时,开始负方向电位扫描,直至电位达到相对开路电位(OCP )-300mV 时结束,扫描速度1mV/s 。
负方向扫描曲线与阳极极化曲线的交点即为保护电位。
1Cr17Ni2不锈钢和1Cr12Ni2WMoVNb 不锈钢的循环极化曲线如图12所示,可以发现1Cr17Ni2不锈钢的负方向扫描曲线与阳极极化曲线相交,而1Cr12Ni2WMoVNb 不锈钢的负方向扫描曲线则与阴极极化曲线相交,这说明1Cr17Ni2不锈钢具有保护电位,而1Cr12Ni2WMoVNb 不锈钢则没有。
也就是说, 1Cr17Ni2不锈钢在点蚀发生后,当电位下降时能够修复点蚀蚀孔,使之发生再钝化;而1Cr12Ni2WMoVNb 不锈钢发生点蚀以后,点蚀会不断地发展,不能修复。