材料耐腐蚀性能的评价方法-(word)可编辑

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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。

金属材料的抗腐蚀性能评估方法

金属材料的抗腐蚀性能评估方法

金属材料的抗腐蚀性能评估方法正文:一、引言金属材料在各行各业中被广泛应用,但由于长期暴露于恶劣环境中,容易受到腐蚀的影响。

因此,评估金属材料的抗腐蚀性能至关重要。

本文将介绍几种常用的金属材料抗腐蚀性能评估方法。

二、重量损失法重量损失法是评估金属材料腐蚀程度的常用方法之一。

该方法通过将待测金属材料置于腐蚀介质中一段时间后,测量其前后质量变化,从而计算出金属材料的腐蚀速率。

该方法简便易行,要求设备简单,但需要一定的测试时间和周期。

三、电化学测试法电化学测试法是评估金属材料腐蚀性能的常见方法之一。

该方法基于金属材料在电化学介质中的行为,决定了其腐蚀程度。

常用的电化学测试法包括极化曲线法、交流阻抗法等。

通过测量电化学参数的变化,可以评估金属材料的抗腐蚀性能。

电化学测试法具有高精度、快速获取结果的优势,被广泛应用于实际生产中。

四、硬度测试法硬度测试法是一种间接评估金属材料腐蚀性能的方法。

腐蚀会导致金属材料的硬度降低,因此通过测量金属材料的硬度变化情况,可以推测其腐蚀情况。

硬度测试法操作简单、成本较低,适用于大批量金属材料抗腐蚀性能的评估。

五、X射线衍射法X射线衍射法是一种分析金属材料晶体结构的方法。

腐蚀过程会对金属材料的晶体结构产生影响,因此通过X射线衍射可以观察到腐蚀引起的晶体结构变化。

该方法对于深入研究金属材料腐蚀机理及评估抗腐蚀性能具有重要意义,但需要较为专业的仪器和操作技术。

六、红外热成像法红外热成像法是一种无损检测的方法,通过观察金属材料表面温度分布,评估其腐蚀情况。

腐蚀过程会导致金属材料表面温度异常,因此可通过红外热成像技术进行检测。

该方法操作简便、非接触性强,可以在实时监测中使用,适用于金属材料腐蚀性能的在线评估。

七、总结金属材料的抗腐蚀性能评估是确保其在各个领域安全运行的关键。

本文介绍了几种常用的金属材料抗腐蚀性能评估方法,包括重量损失法、电化学测试法、硬度测试法、X射线衍射法和红外热成像法。

材料耐腐蚀性能的评价方法2

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

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。

材料耐腐蚀性能地评价与衡量方法

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。

复合材料的抗腐蚀性能与性能评估

复合材料的抗腐蚀性能与性能评估

复合材料的抗腐蚀性能与性能评估在现代工业和科技的快速发展中,材料的性能和质量成为了决定产品优劣的关键因素之一。

其中,复合材料以其独特的性能优势在众多领域得到了广泛的应用。

然而,在一些特殊的环境中,如化学工业、海洋工程等,材料面临着严重的腐蚀问题。

因此,复合材料的抗腐蚀性能及其性能评估就显得尤为重要。

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成的一种新型材料。

其组成成分通常包括基体材料和增强材料。

基体材料可以是金属、聚合物或陶瓷等,而增强材料则有纤维、颗粒等形式。

这种独特的组合方式赋予了复合材料优异的性能,如高强度、高刚度、良好的耐热性等。

在抗腐蚀方面,复合材料表现出了比传统单一材料更出色的性能。

这主要得益于其特殊的结构和组成。

例如,当复合材料中的增强材料均匀分布在基体中时,它们可以有效地阻止腐蚀介质的渗透和扩散,从而延缓腐蚀的发生和发展。

此外,一些增强材料本身就具有良好的抗腐蚀性能,如玻璃纤维、碳纤维等,它们的加入可以显著提高复合材料的整体抗腐蚀能力。

然而,要准确评估复合材料的抗腐蚀性能并非易事。

这需要综合考虑多个因素,包括材料的组成、结构、制造工艺、使用环境等。

目前,常用的性能评估方法主要有以下几种:首先是腐蚀试验。

这是最直接也是最常用的评估方法之一。

通过将复合材料样品置于特定的腐蚀环境中,如酸、碱、盐溶液等,并在一定时间内观察其外观、重量、尺寸等的变化,从而判断其抗腐蚀性能的优劣。

腐蚀试验可以分为浸泡试验、电化学试验等。

浸泡试验操作简单,但需要较长的时间才能得出结果;电化学试验则能够快速地获取有关腐蚀速率等方面的信息,但试验设备和技术要求相对较高。

其次是微观分析。

利用电子显微镜、能谱仪等设备对腐蚀后的复合材料进行微观结构观察和成分分析,可以深入了解腐蚀的机制和过程。

例如,观察腐蚀产物的形态、分布,分析材料表面元素的变化等,这些都有助于评估复合材料的抗腐蚀性能,并为改进材料的设计和制造提供依据。

第二章-1材料腐蚀程度的评定方法

第二章-1材料腐蚀程度的评定方法
?假定整个试验周期内腐蚀始终以恒定的速率进行而实际常并非如此?采用失重法时应按照标准规定的方法去除试样表面的残余腐蚀产物?s通常是利用试样腐蚀前的表面积当试样周期内腐蚀导致的试样表面积变化明显时将会影响数据真实性当试样周期内腐蚀导致的试样表面积变化明显时将会影响数据真实性2
第二章 材料腐蚀原理
第一节 材料腐蚀程度的评定方法
材料腐蚀程度的评定方法
• 材料的腐蚀倾向由其热力学稳定性决定,热 力学上不稳定的材料具有腐蚀自发性。 • 腐蚀造成的破坏状况和程度大小则取决于腐 蚀的动力学。 • 腐蚀的类型不同,所采用的评定方法也不同。 • 主要为两种评定方法: 均匀腐蚀程度的评定方法 局部腐蚀程度的评定方法
2.1 主要内容
均匀腐蚀程度的评定方法
• 金属的电化学腐蚀是由阳极溶解导致的、因而电化学腐蚀 的速率可以用阳极反应的电流密度来表征。
• 法拉第定律指出,当电流通过电解质溶液时,电极上发生 电化学变化的物质的量与通过的电量成正比,与电极反应 中转移的电荷数成反比。 • 设通过阳极的电流强度为I,通电时间为t,则时间t内通过 电极的电量为I t,相应溶解掉的金属的质量M为
当电流密度icorr的单位取A/cm2,其他量的单位同前面规定时: 重量法所表示的腐蚀速率υw: υw=3.73×10-1Aicorr/n 深度法所表示的腐蚀速率υd可以换算为???
2.1.2 局部腐蚀程度的评定方法
局部腐蚀的特点: • 材料的质量损失很小 • 材料局部腐蚀可能会很严重
• 因此,评价局部腐蚀程度不能简单地采用前面介绍 的适用于均匀腐蚀的方法,这时需要根据具体腐蚀 类型,以及对材料或结构安全可靠性的影响等来选 择适用的评定方法。
计算公式:
• 方法:直接测量腐蚀前后或腐蚀过程中某两时刻的试样厚 度。就可以得到深度法表征的腐蚀速率(失厚或增厚)。

材料耐腐蚀性能测试及表面处理技术

材料耐腐蚀性能测试及表面处理技术

材料耐腐蚀性能测试及表面处理技术耐腐蚀性能测试与表面处理技术是现代工程材料研究中非常重要的一部分。

随着工业化和科技的不断进步,工程材料在各个领域的应用越来越广泛,特别是在化工、石油、能源、航空航天等领域。

这些领域对材料的耐腐蚀性能有非常高的要求。

本文将介绍材料耐腐蚀性能测试的方法以及常用的表面处理技术。

首先,我们需要了解什么是材料的耐腐蚀性能。

简而言之,耐腐蚀性能是指材料在特定环境条件下,受到腐蚀介质的侵蚀时所表现出的性能特点。

耐腐蚀性能的测试可以分为实验室条件下的试验和实际工作条件下的评估。

而实验室试验主要包括浸泡试验、电化学试验、高温高压试验等。

这些试验方法可以模拟材料在实际工作环境下的腐蚀状况,从而确定材料的抗腐蚀性能。

浸泡试验是一种较为简单和常见的试验方法。

它将试样置于腐蚀介质中,观察试样的质量损失或者浸蚀面积的增加来评估耐腐蚀性能。

这种试验方法可以用来评价材料的一般耐腐蚀性能,但是不能提供更为详细的信息。

电化学试验则通过测量电化学参数,例如腐蚀电位、极化曲线等,来评估材料的耐腐蚀性能。

这种试验方法可以提供更加精确的结果,对于材料的耐腐蚀性能更为准确的判断。

在实际工作条件下的评估中,通常采用腐蚀速率测定、腐蚀形貌观察和实际工作寿命评估等方法。

腐蚀速率测定是通过一定时间内材料质量损失或者腐蚀面积的增加来确定材料的耐腐蚀性能。

腐蚀形貌观察则是通过显微镜或者扫描电子显微镜等工具来观察材料表面腐蚀状况,从而评估材料的耐腐蚀性能。

除此之外,还可以通过实际工作寿命评估来判断材料的耐腐蚀性能。

这种方法主要是通过长期的实际使用来观察材料的腐蚀状况和性能变化,从而评估材料的耐腐蚀性能。

除了对材料耐腐蚀性能进行测试评估之外,表面处理技术也是保证材料抗腐蚀性能的重要手段之一。

表面处理技术可以通过改变材料表面的化学成分、组织结构和物理状态来提高材料的耐腐蚀性能。

常用的表面处理技术主要包括化学镀、电镀、电泳涂装、喷涂等。

耐腐蚀性能的评价

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。

耐腐蚀性能的评价

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。

高温合金耐腐蚀性能的评价与研究

高温合金耐腐蚀性能的评价与研究

高温合金耐腐蚀性能的评价与研究1. 引言高温合金是一种耐高温、耐腐蚀的重要材料,广泛应用于航空、航天、化工、能源等领域。

高温合金的耐腐蚀性能是其重要性能之一,但由于不同材料的化学成分和制备工艺的不同,高温合金的耐腐蚀性能存在差异。

因此,评价高温合金的耐腐蚀性能,对于材料的研究和应用具有重要意义。

本文将对高温合金的耐腐蚀性能进行评价和研究,并探讨其发展趋势。

2. 高温合金的腐蚀行为高温合金在高温、高压、强腐蚀环境下,容易发生腐蚀现象。

高温合金的腐蚀行为主要包括:氧化、硫化、氯化、碳化等。

氧化是高温合金最主要的腐蚀形式,大量的氧化物会附着在高温合金表面形成厚度达到数毫米的氧化层。

硫化是高温合金在硫化气氛中发生的一种化学反应,会影响材料的性能和寿命。

氯化是一种常见的腐蚀形式,在含氯的环境中,高温合金会发生晶间腐蚀和腐蚀疲劳现象。

碳化是由于高温合金中的铬、钨等元素与碳相结合,形成一种极易发生腐蚀的化合物。

3. 高温合金的腐蚀评价方法为了评价高温合金的耐腐蚀性能,目前常用的方法主要有以下几种:(1)重量损失法在高温、高压、强腐蚀环境下,将高温合金样品暴露在腐蚀介质中,定期取出进行称重,记录下样品重量损失。

通过计算样品重量损失率、腐蚀速率等参数,评价高温合金的腐蚀性能。

(2)电化学测试法电化学测试法包括极化曲线法、交流阻抗法、电位扫描法等多种方法。

这些测试方法通过测量高温合金样品在腐蚀介质中的电学行为,获得腐蚀反应的动力学参数、耐蚀性能指标等信息,从而评价高温合金的耐腐蚀性能。

(3)组织结构观察法高温合金的腐蚀行为常常与其组织结构密切相关。

因此,通过显微镜、扫描电子显微镜等手段观察高温合金的组织结构变化,可以评价高温合金的耐腐蚀性能。

4. 提高高温合金耐腐蚀性能的途径为了提高高温合金的耐腐蚀性能,人们采取了许多措施,主要包括以下几个方面:(1)合金设计通过合理设计高温合金的化学成分和组织结构,使其具有更优良的耐腐蚀性能。

化学技术中材料耐腐蚀性的评估方法

化学技术中材料耐腐蚀性的评估方法

化学技术中材料耐腐蚀性的评估方法化学技术的发展离不开对材料的耐腐蚀性评估。

在各种化工设备和环境条件下,材料的耐腐蚀性是其能否长期稳定运行的关键。

本文将介绍一些常见的材料耐腐蚀性评估方法,以及其应用和发展。

1. 腐蚀试验腐蚀试验是评估材料耐腐蚀性的常用方法之一。

通过将材料暴露在模拟实际工作环境的试验介质中,观察和测量其在特定条件下的腐蚀程度来评估其耐腐蚀性能。

常见的腐蚀试验方法包括溶液浸泡试验、腐蚀动电位扫描试验和电化学阻抗谱试验等。

这些方法可以提供关于材料腐蚀速率、腐蚀机理和耐蚀性能变化趋势等信息,为材料选择和应用提供依据。

2. 材料选择指南在化学技术中,根据所需的工作环境条件和材料特性,可以制定材料选择指南来评估材料的耐腐蚀性。

指南中会考虑材料的化学成分、物理性能和耐腐蚀性能等因素,以确定最适合的材料。

例如,在选择金属材料时,需要考虑其合金成分和微量元素的影响,以及材料的晶体结构和晶界特性等。

材料选择指南的制定可以提高材料的使用寿命和降低设备的运行风险。

3. 腐蚀机理研究为了更好地评估材料的耐腐蚀性,并提出相应的改进措施,研究材料的腐蚀机理是非常重要的。

通过对腐蚀试验结果的分析以及材料组织和表面形貌的观察,可以深入理解材料在腐蚀环境中的反应过程和机制。

例如,对于金属材料来说,腐蚀机理可能涉及电化学反应、溶解和离子扩散等过程。

腐蚀机理的研究有助于提出材料改进的建议,从而提高其耐腐蚀性能。

4. 材料改进和涂层技术通过改进现有材料的组成和性能,可以提高其耐腐蚀性。

例如,通过添加一定比例的合金元素或者表面化学处理,可以增强金属材料的耐腐蚀性。

此外,涂层技术也是一种常见的方法来改善材料的耐腐蚀性能。

通过在材料表面形成一层耐腐蚀的涂层,可以提高材料在恶劣环境下的耐腐蚀性。

涂层材料的选择和制备技术的发展也是材料耐腐蚀性评估领域的重要研究方向之一。

综上所述,化学技术中材料耐腐蚀性的评估方法包括腐蚀试验、材料选择指南、腐蚀机理研究和材料改进等。

化学技术中材料耐腐蚀性的评估方法

化学技术中材料耐腐蚀性的评估方法

化学技术中材料耐腐蚀性的评估方法在化学技术领域中,材料的耐腐蚀性能是一个非常重要的考虑因素。

无论是在化工生产、石油勘探开采、金属制造等领域,都需要使用能够抵御腐蚀的材料,以确保设备和工艺的长期稳定性和安全性。

因此,评估材料的耐腐蚀性能成为了化学技术中的重要研究方向之一。

一种常见的评估材料耐腐蚀性的方法是通过浸泡实验。

这种方法将待评估材料放入特定腐蚀介质中,然后通过一定时间的浸泡,观察材料的变化以评估其耐腐蚀性能。

浸泡实验可以模拟出真实工况下的腐蚀环境,因此被广泛应用于材料耐腐蚀性能的研究和开发中。

在进行浸泡实验时,通常会选择不同的腐蚀介质,如酸性、碱性或含氯等介质,以模拟不同工况下的腐蚀情况。

同时还需要选择不同的浸泡时间,以模拟设备和工艺在长时间作业下的耐腐蚀性能。

通过对不同条件下的实验数据进行分析,可以得到材料在不同腐蚀环境下的耐腐蚀性能评估。

除了浸泡实验外,还可以利用电化学方法评估材料的耐腐蚀性。

电解池中将待评估材料作为工作电极,通过施加电流或电压,推动电化学反应发生。

根据反应过程中的电流、电压等参数变化,可以推断材料的耐腐蚀性能。

电化学方法具有高灵敏度和实时监测的优势,可以较准确地评估材料的耐腐蚀性能,并用于预测材料在实际使用中的寿命。

此外,还有其他一些常用的评估方法,如压力失效测试、腐蚀短时测试、温度循环测试等。

这些方法通过施加不同的工况和环境条件,检测材料在不同压力、温度、腐蚀环境下的变化,从而评估其耐腐蚀性能。

这些方法有着不同的优缺点,可以根据实际需求选择合适的方法进行评估。

在化学技术中,评估材料耐腐蚀性能的研究对于设备和工艺的稳定运行至关重要。

通过对不同材料的耐腐蚀性能评估,可以选择最适合的材料,从而延长设备和工艺的使用寿命,减少维修和更换的成本。

此外,还可以通过改进材料的结构和表面处理技术,提高材料的耐腐蚀性能,在化学技术中更好地应用。

然而,需要注意的是,对材料耐腐蚀性能的评估不仅仅是一项独立的研究,还需要结合实际应用环境和工况进行综合分析。

yd材料耐腐蚀性能的评价方法

yd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。

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。

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。

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。

这两类的速度之间的换算公图 失重法测试镁合金腐蚀速度–––铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在()℃高温氧化增重动力学曲线 () 热腐蚀增重动力学曲线式为:式中按重量计算的腐蚀速度,;按深度计算的腐蚀速度,;ρ金属材料密度,。

从腐蚀实验前后的试样重量变化计算腐蚀速度(),公式为:式中Δ试样失重,;ρ金属材料密度,;试样面积,;试验周期,。

钢材耐腐蚀性检测

钢材耐腐蚀性检测

钢材耐腐蚀性检测**背景**钢材广泛应用于建筑、制造业和交通行业等领域。

然而,在使用过程中,钢材常常暴露于腐蚀环境中,导致其性能下降甚至损坏。

因此,钢材的耐腐蚀性成为了一个重要的考量因素。

**检测方法**为了评估钢材的耐腐蚀性能,需要进行相应的检测。

以下是几种常用的钢材耐腐蚀性检测方法:1. 盐雾测试:该方法通过在试验室中产生含有盐分的雾气,模拟海洋或工业环境下的腐蚀情况。

将待测试的钢材放置在盐雾环境中,观察其是否产生腐蚀现象,以评估其耐腐蚀性能。

盐雾测试:该方法通过在试验室中产生含有盐分的雾气,模拟海洋或工业环境下的腐蚀情况。

将待测试的钢材放置在盐雾环境中,观察其是否产生腐蚀现象,以评估其耐腐蚀性能。

盐雾测试:该方法通过在试验室中产生含有盐分的雾气,模拟海洋或工业环境下的腐蚀情况。

将待测试的钢材放置在盐雾环境中,观察其是否产生腐蚀现象,以评估其耐腐蚀性能。

2. 电化学方法:通过浸泡钢材于电解液中,并施加一定的电压或电流,可以测量钢材与电解液之间的反应,进而评估其耐腐蚀性能。

常用的电化学测试方法包括极化曲线法和电化学阻抗谱法。

电化学方法:通过浸泡钢材于电解液中,并施加一定的电压或电流,可以测量钢材与电解液之间的反应,进而评估其耐腐蚀性能。

常用的电化学测试方法包括极化曲线法和电化学阻抗谱法。

电化学方法:通过浸泡钢材于电解液中,并施加一定的电压或电流,可以测量钢材与电解液之间的反应,进而评估其耐腐蚀性能。

常用的电化学测试方法包括极化曲线法和电化学阻抗谱法。

3. 显微组织分析:观察和分析钢材的显微组织结构可以了解其晶体缺陷、晶界偏差和微纳米尺度下的组织变化情况。

透过显微组织分析,可以预测钢材在腐蚀环境中的耐久性。

显微组织分析:观察和分析钢材的显微组织结构可以了解其晶体缺陷、晶界偏差和微纳米尺度下的组织变化情况。

透过显微组织分析,可以预测钢材在腐蚀环境中的耐久性。

显微组织分析:观察和分析钢材的显微组织结构可以了解其晶体缺陷、晶界偏差和微纳米尺度下的组织变化情况。

不锈钢的防腐蚀涂层性能评估与优化

不锈钢的防腐蚀涂层性能评估与优化

不锈钢的防腐蚀涂层性能评估与优化不锈钢是一种具有良好抗腐蚀性能的金属材料,但在特定环境下仍然存在腐蚀的可能性。

为了进一步提高不锈钢的抗腐蚀性能,人们研发了各种防腐蚀涂层。

本文将对不锈钢的防腐蚀涂层进行性能评估,并提出优化建议。

1. 引言不锈钢作为一种常用的材料,被广泛应用于航空航天、建筑、化工等领域。

然而,在某些特殊环境下,如酸性、碱性或高温等条件下,不锈钢仍然容易发生腐蚀。

为了提高不锈钢的腐蚀抗性,防腐蚀涂层的研发变得至关重要。

2. 不锈钢防腐蚀涂层类型目前,常用于不锈钢防腐蚀的涂层主要包括有机涂层、无机涂层和复合涂层。

有机涂层常用的有环氧树脂、聚氨酯等,无机涂层包括氧化铝、氧化钛等金属氧化物,而复合涂层则是有机和无机两种涂层的结合体。

3. 不锈钢防腐蚀涂层性能评估方法评估不锈钢防腐蚀涂层的性能是关键的一步,常用的评估方法包括电化学测试、盐雾试验、附着力测试和湿热循环试验等。

3.1 电化学测试电化学测试的主要目的是评估涂层的耐蚀性能。

通过测量涂层的极化曲线、阻抗谱等电化学参数,可以了解涂层的有效性以及和金属基材的亲和力。

3.2 盐雾试验盐雾试验是模拟海洋环境的腐蚀试验,通过暴露涂层样品在盐雾环境中的时间来评估其耐腐蚀性能。

常见的评估指标包括涂层的腐蚀程度和出现腐蚀的时间。

3.3 附着力测试附着力测试用于评估涂层与基材之间的结合情况。

一般通过划伤测试、拉伸测试等方法来评估涂层的附着力。

3.4 湿热循环试验湿热循环试验是模拟高温高湿环境下的腐蚀试验,通过在不同温度和湿度条件下对涂层进行循环暴露来评估其抗腐蚀性能。

常见的评估指标包括涂层的附着力、腐蚀程度和出现腐蚀的时间等。

4. 不锈钢防腐蚀涂层优化通过评估不锈钢防腐蚀涂层的性能,可以为涂层的优化提供指导。

以下是一些常见的优化措施:4.1 材料选择根据不同的腐蚀环境和要求,选择合适的涂层材料。

有机涂层适合一般大气环境,而在特殊环境下,如高温高湿环境,可以考虑使用无机涂层。

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。

27_防腐材料性能评估

27_防腐材料性能评估

防腐材料性能评估第一部分防腐材料基本概念与分类 (2)第二部分防腐材料性能评价指标体系 (4)第三部分材料耐腐蚀性测试方法介绍 (7)第四部分物理性能测试在防腐材料评估中的应用 (10)第五部分化学性能测试对防腐材料的影响 (13)第六部分环境因素对防腐材料性能的评估 (16)第七部分长期服役条件下防腐材料性能变化研究 (20)第八部分防腐材料性能评估的新技术与发展趋势 (23)第一部分防腐材料基本概念与分类防腐材料基本概念与分类一、防腐材料的基本概念防腐材料是指能够防止或延缓金属和其他材质的腐蚀,延长其使用寿命的一类材料。

它们通过提供一个保护层来阻止环境因素对材料表面的影响,从而达到防腐的目的。

防腐材料的选择应根据被保护材料的性质、使用环境和预期寿命等因素进行综合考虑。

通常,防腐材料需要具备良好的附着力、耐蚀性、耐候性和机械性能等特性。

二、防腐材料的分类1.按化学成分分类根据防腐材料的化学成分,可以将其分为无机防腐材料和有机防腐材料两大类。

(1)无机防腐材料:主要包括锌、铝、铬及其化合物等,如热喷涂层、电泳涂料等。

(2)有机防腐材料:主要包括各种聚合物树脂和颜料组成的涂料,如环氧树脂、聚氨酯、氟碳涂料等。

2.按防护方式分类根据防腐材料的防护方式,可以将其分为涂层防腐材料和镀层防腐材料两大类。

(1)涂层防腐材料:主要是通过涂覆一层保护膜,将被保护物体与外界环境隔离,以实现防腐目的。

常见的有油漆、粉末涂料、电泳涂料等。

(2)镀层防腐材料:是通过在基材表面上沉积一层具有防腐功能的金属或合金薄膜,实现防腐目的。

常用的镀层防腐材料有电镀镍、电镀铬、热浸锌等。

3.按应用领域分类根据防腐材料的应用领域,可以将其分为工业防腐材料、海洋防腐材料、建筑防腐材料、石油化工防腐材料等几大类。

(1)工业防腐材料:主要用于机械设备、管道、储罐等设备的防腐保护,如环氧富锌底漆、氟碳面漆等。

(2)海洋防腐材料:主要用于船舶、海上平台等海洋工程设施的防腐保护,如锌铝涂层、不锈钢涂层等。

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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 –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℃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1.1.3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)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腐蚀电位(Ecorr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),腐蚀电流越小,材活性溶解材料的耐蚀能力时,首要的参数是腐蚀电流(icorr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Eb和维钝电流ipass。

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。

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