实验一失重法试样制备及腐蚀速率测定

一、实验目的

1 掌握金属腐蚀失重试样的制备方法

2 掌握失重法测定金属腐蚀速率的原理和方法

3 熟悉腐蚀产物膜的去除方法和腐蚀实验的基本过程

4 测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速率

二、基本原理

测定金属腐蚀速率的方法有重量法、容量法、极化曲线法、电阻法。

重量法是根据腐蚀前后金属试件重量的变化来测定金属的腐蚀速率。分为失重法和增重法。当金属表面上的腐蚀产物较容易除净且不会因为清除腐蚀产物而损害金属本体时常用失重法；腐蚀产物牢固地吸附在试件表面则采用增重法。

把金属做成一定形状和大小的试件，放在腐蚀环境中，经过一定时间后，取出并测量其重量和尺寸的变化，计算其腐蚀速率。

失重法V?=W0?W1

st 增重法V+=W2?W0

W0—腐蚀前的重量；

W1—腐蚀并除去腐蚀产物的重量；

W2—带有腐蚀产物的试件的重量；

s—暴露在腐蚀环境中的表面积；

t—腐蚀时间。

三、仪器与药品

1 仪器设备：电子天平、游标卡尺、锈蚀腐蚀试验器、电吹风

2 药品与材料：硫酸、盐酸、六次甲基四胺、丙酮、乙醇、碳钢

四、操作步骤

（一）腐蚀试样的制备

1 试样的加工：外形力求简单。表面积对其重量之比要大，边缘面积对总面积之比要小，重量法通常采用矩形和圆盘形的试件。

2 试样的打磨：采用不同型号的砂纸从粗磨到细磨，使表面达到一定的光洁度。

3 试样的清洗和干燥：将打磨好的试样先用蒸馏水洗干净，然后依次用丙酮和无水乙醇擦洗（用脱脂棉醮取擦拭），再用电吹风吹干。

（二）腐蚀试样的安装

1 将处理好的试样分别在电子天平上称量，精确到；用游标卡尺测量试样的尺寸，分别测三个数据点，求平均值。

2 在烧杯中缓慢倒入质量浓度为10%的硫酸水溶液，将试样系于长约10cm的尼龙线的一端。另一端用夹具夹牢，将试样浸泡在溶液液面以下10mm，要求试样间无接触，也不接触容器壁。

3 设置所需浴温值，放入烧杯。

3 同一试验通常采用3～5个平行试件。在同一容器中只可以进行一个或几个同一材质的平行试样的腐蚀试验。

（三）腐蚀产物膜的去除

将试样浸泡一定时间后，及时取出，用自来水冲洗。清除腐蚀产物要最大限度地除净试件上的腐蚀产物而又尽可能不损伤试件的基体。

清除腐蚀产物的方法：

1 机械方法：用毛刷、橡皮、滤纸甚至砂纸擦用自来水冲刷，但必须避免损伤金属基体。

2 化学方法：选择适宜的溶剂、去膜剂及去膜条件，要求腐蚀产物溶解快，空白失重小，操作简单。

本实验采用化学除膜，用1:1的HCl溶液加入L六次甲基四胺配制而成。将试片放入脱膜液中，浸泡去除试件上的腐蚀产物膜后，在室温中用水冲洗，再用丙酮清洗，然后干燥。称重、去膜、再称重，反复几次，直至两次去膜后重量差不大于，记录数据。

五、注意事项

1 试样打磨应采用十字交叉方式，直至把上一次打磨划痕磨光

2 试样打磨清洗后，不能用手接触试样的主要工作面

六、数据记录与处理

浸入时间：浸出时间：

1 实验中钢的腐蚀速率是否与酸的浓度成正比

2 为什么本实验不采用增重法

实验二设备腐蚀深度测定

一、实验目的

通过实验，了解超声波测厚仪的性能、使用方法。这种方法是现场常用方法之一。它简单可靠，对设备无损伤，检测时不影响生产。

二、实验原理

探头发射的超声波脉冲到达被测物体并在物体中转播，到达材料分界面时被反射回探头，通过测量超声波在材料中转播的时间来确定被测材料的厚度。

适用于金属、塑料、陶瓷、玻璃及其它任何超声波的良导体，只要有上、下平行的两个表面。

测厚仪由发射电路、接受电路、高频震荡器、计数门、计数器、中央处理器、键盘、显示器等部分组成。其原理为超声脉冲反射法，工作过程如下图所示：

仪器工作过程框图

三、仪器性能

1 仪器名称：

时代TT100超声波测厚仪

2 仪器各部分名称：

BATT──低电压标志

──耦合标志

m/s ──声速单位

mm ──厚度单位

ON ──开机键

ZERO──校准键

VEL ──声速键

▲──声速、厚度、厚度单元调整键

▼ ──声速、厚度、厚度单元调整键 VEL ＋ZERO ──厚度存储键 3 性能指标

显示方式：四位数字液晶显示显示最小单位：0.1mm 工作频率：5MHz

测量范围：～225.0mm （钢）

管材测量下限:：Φ20×3mm （钢）

测量误差：±（1%H ＋）mm ，H 为被测物实际厚度声速调节范围：1000～9999m/s 使用温度范围：0～40℃ 电源：二节5号电池

功耗：工作电流＜20mA （3V ）四、实验步骤

1 测量准备

将探头插头插入主机的探头插座中。按ON 键开机，全屏幕显示数秒后，显示上次关机前使用的声速，如下图所示。

全屏幕显示上次关机前使用的声速 2 声速调整

如果当前屏幕显示为厚度值，按VET 键进入声速状态，屏幕将显示声速存储单元的内容。每按一次，声速存储单元变化一次，可循环五个声速值。如果希望改变当前显示声速单元的内容，用▲或▼键调整到期望值即可，同时将此值存入该单元。

根据被测材料不同，选择不同的声速值。附表为各种不同被测材料的声速值。

3 校准

在每次更换探头、更换电池之后应进行校准。此步骤对保证测量准确度十分关键。如有必要，可重复多次。

将声速调整到5900m/s 后按ZERO 键，进入校准状态，屏幕显示：

m/s

在随机试块上涂耦合剂，将探头与随机试块耦合，屏幕显示的横条将逐条消失，直到屏幕显示4.0mm4.0mm 即校准完毕。

4 测量厚度

将耦合剂涂于被测处，将探头与被测材料耦合即可测量，屏幕将显示被测材料厚度，如下图所示：

说明：当探头与被测材料耦合时，显示耦合标志。如果耦合标志闪烁或不出现，说明耦合不好。拿开探头后，厚度值保持，耦合标志消失。如下图所示：

5 记录数据五、注意事项

1 探头表面为丙烯树脂，对粗糙表面的重划很敏感，因此在使用中应轻按。

2 被测物表面不应超过60℃，否则探头不能再用。

3 灰尘（铁、碳粒等）的侵入会引起麻烦，应经常清理。

4 如果屏幕显示BATT 标志，说明电池电压已低落，应及时更换电池后再继续使用。

5 如果二分钟内不进行任何操作，将自动关机。六、附表