金属腐蚀实验

《金属腐蚀与防护》

实验指导书

作者：***

陈海燕

广东工业大学材料与能源学院

二００七年三月印刷

目录

实验一腐蚀实验样品的准备……………………………………3~10 实验二、金属制品腐蚀率的测定……………………………………11~18 实验三、Q235钢材的中性盐雾试验………………………………19~25 实验四、金属在不同电解液中的电位……………………………26~30

实验项目名称：实验一腐蚀实验样品的准备

实验项目性质：普通实验

所属课程名称：金属腐蚀与防护

实验计划学时：2学时

一、实验目的

通过本实验掌握常规腐蚀实验样品的一般制作的基本方法和动手能力。

二、实验内容和要求

本实验主要根据金属腐蚀与防护课程的要求，要求学生在腐蚀与防护的试验中对于所涉及到各种仪器和设备相配套的实验样品的要求、方法、制作过程应该有所了解和掌握；对各种材料的性质和对于腐蚀与防护实验中的实验样品的正确取样、合理制作技巧及要领应该具有必备的基础知识和训练动手的能力。

三、实验主要仪器设备和材料

1、各种工具：钢锯、虎钳台、小型转床、车床、焊枪、磨床、砂纸、等各种工具一批。

2、各种材料：厚度为2~5的各种规格成分的铁、普通碳钢、Q235钢材、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝、等金属材料的板材；φ10~30各种规格成分的铁、普通碳钢、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝、等金属材料棒材；φ10~50各种规格成分的铁、普通碳钢、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝

等金属材料管材等一批。还氧树脂、塑料、石墨、尼龙线、玻璃线、玻璃勾、木材等各种材料。

3、化学试剂：硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠、氯化锡、氧化铬、若丁、聚四氟乙烯、松香、石蜡、水中胶、沥青、清漆等各类试剂。

4、各类仪器：直流电源、交流电源及电流表、电压表、毛刷、橡皮、滤纸等仪器和其它。

四、实验方法、步骤及结果测试

1、腐蚀试件的准备

试件的形状和尺寸取决于试验的目的、材料的性质、试验的时间和试验的装置。为了消除边界效应的影响，试件表面积对其重量之比要大些，边缘的面积对总面积之比要小些。试件的外形要力求简单，以便于消除腐蚀产物、测量表面积和进行加工。通常采用薄矩形、圆形薄片和圆柱体试件。

重量法测定腐蚀速度的试件通常采用：

矩形50×25×（2~3）毫米

圆盘形φ（30~40）×（2~3）毫米

在用电化学方法进行测试时，为了引出导线、克服电偶腐蚀和缝隙腐蚀的干扰、便于封样，常常采用其它形状的试件，如长的圆柱体、长方体等。

为了消除金属试件表面状态的差异，获得均一的表面状态，试件表面

在实验前要经过严格的处理。一般是先用粗磨、细磨、抛光到一定光洁度，使平行试件的表面状态相近。如果在机加工时已达到足够的光洁度（如▼7），实验前只需用金相砂纸（如320目）打磨，以除去表面的氧化膜即可。有时可在试验前浸入稀硫酸几分钟，以溶解氧化膜，活化试件表面。也可通以50微安/厘米2左右的微小阴极电流1~2分钟进行活化。

2、试件的安放与封装

在进行重量法和容量法的腐蚀试验时，试件的安放形式要视试验的装置而定，但都必须保证试件之间，试件与支架之间，试件与容器之间有一定间隔，防止接触腐蚀、缝隙腐蚀的产生，使试件与介质能充分接触。一般支架与试件之间点接触，支架必须耐蚀。

用悬挂的方法，必须把试件钻个孔。在中性介质中可用马鬃、塑料丝等；在酸性或碱性介质中可用尼龙线、玻璃线、玻璃勾等悬挂。见图1、2所示。

图1 悬挂试件的方法图2安放试件的支架

用支撑的方法不需要把试件打孔，可以把试件用几个支点支放在玻璃、木材、硬橡胶、硬塑性的支架上。图2是支架的一种形式。

在用电化学方法进行腐蚀测试时，必须在试件上引出导线，导线和试件结点必须封装绝缘以防止电偶腐蚀、水线腐蚀、缝隙腐蚀等的干扰。封装要力求绝缘好、牢固、简便。下面是几种常用的封装方法。

图3是一种带夹具的圆柱体试件。利用聚四氟乙烯垫紧压在试件上密封。

图3带聚四氟乙烯垫及图4 环氧树脂涂覆的试件图5 玻璃套管封装的试件螺纹连接的圆柱形试件

图4是用环氧树脂涂覆在预钝化过的圆柱形试件，一端引出导线，一端打磨成试验表面。

图6 石蜡松香封装的试件图7清漆和油胶封装的试件

图5是通过有磨口的玻璃套管与涂有清漆薄层的金属试件之间的紧密配合达到密封的目的。导线由玻璃管内引出。

图6是用松香加石蜡封装的薄长方体试件。在封装前先用30%硝酸钝化一小时，在封装时留下试验表面（可以用一定形状的橡皮塞压紧，在涂覆时使涂料不能渗入），在封装后用细砂纸仔细打磨光亮，除去试验表面的钝化膜。图7是用清漆和油胶封装的试件。一个用螺丝压紧连结引出导线，另一个用汞柱接触连结。

根据试验的需要，有的试件可在封装前预钝化。引出线可以用焊接，铆接，螺钉连接和汞接触连接等。

3、实验条件

（1）试件个数：同一试验通常采用3~5个平行试件。

在同一试验容器中只可以进行一个或几个同一材质的平行试件的腐蚀试验。

（2）试验溶液的体积

取决于试件的表面积和腐蚀过程的预期速度。试件面积越大，腐蚀速度越快，所需试验周期越长者，试验溶液的体积就需要越大，以保证腐蚀过程中溶液的组分不会有太大的变化。大约每平方厘米的试件表面需要20至500毫升的试验溶液。下限适用于比较温和的条件和不很长的试验时间，上限适用于比较苛刻的条件以及较长时间的试验。 （3）试验时间 可以用 )()

/(50

小时年毫米t v t

来估计。一般在48~168小时之间。有的教学实验由于教学时间的限制，可压缩实验周期，只进行基本方法的训练。

（4）试验温度： 要尽量模拟实际腐蚀介质的温度。 4、 腐蚀产物的清除

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，以减少误差。 清除腐蚀产物的方法可以分为：

（1）机械方法：即用毛刷、橡皮、滤纸甚至用砂纸擦，有时还可用喷砂的方法除去。用自来水冲刷。必须避免损伤金属基体。

（2）化学方法：即选择适宜的溶剂，去膜剂及去膜条件，要力求腐蚀产物溶解快，空白失重小，操作简便。