腐蚀试验是指检测金属或其他材料因与环境发生相互作用而引起的化学或物理(或机械)-化学损伤过程的材料试验。 腐蚀试验是掌握材料与环境所构成的腐蚀体系的特性,了解腐蚀机制,从而对腐蚀过程进行控制的重要手段。
临界点蚀温度是指在特定试验条件下,试样表面稳态点蚀萌生、发展时的最低温度。对于研究不同材料的点蚀具有重要意义。
点蚀电位是指在钝化金属表面上能引起点状腐蚀的最低电位值。对于研究点蚀有着重要意义。
极化电阻是极化曲线在某电位处切线的斜率,极化电阻测量已成为重要的腐蚀速度监测手段。
动电位阳极极化技术是研究材料电极放电行为的重要手段,利用该技术测得的动电位阳极极化曲线能在较宽的电压范围内反映出材料的放电行为。根据极化曲线可以分析外界因素对材料电极的腐蚀电位的影响,从而判断腐蚀速率。
在腐蚀介质环境(可以为大气、电解液、潮湿环境等)下,材料由于接触致使材料失去原有的性能与表面形态所形成的腐蚀统称为接触腐蚀。按照腐蚀机理来分,接触腐蚀包含电偶腐蚀与缝隙腐蚀。
电化学阻抗法是测定腐蚀速率和评价缓蚀性能时不可或缺的一种方法,主要用于测量介质的介电特性随频率的变化。也是表征电化学系统的实验方法。该技术测量腐蚀体系在一定频率范围内的阻抗,因此揭示了系统的频率响应。电化学阻抗谱在电化学测试中相当常用,能够在进行缓蚀剂评价的时候全面和有效的给研究人员提供电化学过程和界面状态的信息。利用数据处理软件拟合阻抗数据还可以得到电极反应的等效电路图,利用等效电路图可以分析出缓蚀剂反应过程的动力学信息,进而推断出缓蚀作用的机理。另外,由于电化学阻抗谱测定的频率较宽,能够更为全面的得到界面的相关信息。所以电化学阻抗法对于分析缓蚀作用机理和测定金属的腐蚀速率来说必不可少。
电偶腐蚀又称接触腐蚀,是指两种不同的金属相互接触而同时处于电解质中所产生的电化学腐蚀。由于它们构成自发电池,故受腐蚀的是较活泼的及作为阳极的金属。电偶腐蚀通常可用电镀、涂刷涂料、加入缓蚀剂等来防止。
中性盐雾测试(NSS实验)是出现最早应用领域最广的一种加速腐蚀的方法。在特定的实验箱内,采用5%的氯化钠盐水溶液,溶液PH值调在中性范围(6.5~7.3)作为喷雾用的溶液,让盐雾沉降到待测样品上,经过一定时间观察其表面腐蚀状态。试验温度均取(35±2)℃,要求盐雾的沉降率在1~2ml/80cm2.h之间,湿度大于95%.降雾量为1~2mL/(h·cm2),喷嘴压力为78.5~137.3kPa(0.8~1.4kgf/cm2)。
铜加速乙酸盐雾(AASS)测试是一种快速盐雾腐蚀试验,试验温度为50℃,盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜,同时提高盐雾试验温度。温度的升高,能够提高腐蚀速率,而铜离子能与表面的阳极性物质发生反应,生成铜,与待检测材质构成腐蚀原电池,进一步加速腐蚀速率,大幅度缩短了试验周期。由于其具有很强的腐蚀性能,因此适用于耐蚀金属及合金、铜+镍+铬或镍+铬装饰性镀层以及铝的阳极氧化膜等。腐蚀速率是NSS实验的8倍。试验温度对整个试验的影响是很大的,温度越高,对产品腐蚀性就更强。
循环腐蚀测试是一种比传统恒态的暴露更真实的盐雾喷淋测试。因为实际户外暴露通常包含干湿两种环境,模拟这些自然的、周期性条件,实验室加速测试才有意义。研究表明,经过循环腐蚀测试后,样品的相对腐蚀率、结构、形态和户外的腐蚀结果更为类似。因此,循环腐蚀测试比传统盐雾喷淋法,更接近真实的户外暴露。它们能有效地评价很多腐蚀机制,如一般腐蚀,电化腐蚀和缝隙腐蚀等。目前高要求的行业都要求进行循环盐雾腐蚀测试。循环盐雾腐蚀测试一般包含多个测试条件,包括浸泡、潮湿和冷凝等循环。
点蚀是电化学反应中阳极反应的独特形态。如若该金属在此介质中呈钝态,但介质中含的活性阴离子(如氯离子)仍可优先地有选择地吸咐在钝化膜上,在特定点(如缺陷处、含杂质处)上与钝化膜中的阳离子结合成可溶性的化合物,该处便发生腐蚀小点,成为点蚀核(约20~30pm),再继续发展可成为蚀孔。点蚀的评价一般是对已经发生点蚀的试样进行评价,包括试样的腐蚀程度,失重,蚀坑的表面位置、大小、形状、密度、分布的均匀性、深度(平均深度和最大深度)以及蚀坑与微观结构、面、边、缝隙等的相对位置等信息。
点腐蚀简称点蚀,是指金属表面在腐蚀介质中形成小孔的一种极为局部的腐蚀形态,亦称孔蚀。临界点蚀温度(CPT)是指在特定的测试环境中金属材料表面发生稳态点蚀萌生和发展时的最低温度。当环境温度低于CPT时,金属材料只会发生亚稳态点蚀,并会发生钝化;当环境温度高于CPT时,亚稳态点蚀会发展成稳态点蚀。测量镍铬合金的临界点蚀温度,有助于防范点腐蚀的发生。
缝隙腐蚀腐蚀现象很普遍,不管是同种或异种金属甚至与非金属之间的铆接、焊接、螺纹连接处等都会产生缝隙腐蚀,金属表面的灰尘、砂砾等沉淀附着物也会引起缝隙腐蚀。缝隙腐蚀会使结构部件的强度下降,有时在缝隙内的腐蚀物体积变大产生的局部应力也会致使装配困难。而临界缝隙腐蚀温度是指在特定的测试环境中金属材料表面发生稳态缝隙腐蚀萌生和发展时的最低温度。其值越高,则镍铬合金的耐缝隙腐蚀性能越好。
缝隙腐蚀是指金属与金属或非金属相接触时存在的0.025~0.1mm之间的微小缝隙使其中溶液中氧或阻蚀性物质迁移困难,在缝隙处产生腐蚀。而材料在特定环境中发生缝隙腐蚀的最低温度被称为临界缝隙腐蚀温度,可以准确反映材料对温度的敏感程度,是工程应用中筛选材料的重要参考标准。
奥氏体不锈钢在腐蚀介质作用下,在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。主要是由于晶界处缺陷多,原子排列混乱容易出现碳化物等晶界析出物,导致晶界和晶粒处成分有差异,在一定的介质中会形成原电池,晶界处是阳极而晶粒是阴极,这样在晶界处合金元素性溶解,会产生电化学腐蚀现象。当晶界的铬的质量分数低到小于12%时,就形成所谓的“贫铬区”,在腐蚀介质作用下,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,而产生晶间腐蚀。
铁素体不锈钢(400系)含铬量在15%~30%。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素,具有导热系数大、膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点。晶间腐蚀是指金属材料在腐蚀介质中沿着材料内部晶界处产生腐蚀的现象。晶界腐蚀的特点是金属表面看不出明显缺陷,但晶粒之间的结合力被打破,使金属无法达到结构强度要求,甚至完全失去金属属性,在敲击时不仅没有了金属声还可能让金属碎裂。铁素体钢产生晶间腐蚀主要是由于碳化物析出引起贫铬的结果。
镍基合金是在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。主要合金元素是铜、铬、钼,具有良好的综合性能,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。晶间腐蚀是局部腐蚀的一种,主要沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。这种腐蚀会造成设备毫无征兆的突然破坏,在实际生产中有不可预计的损失。
晶间腐蚀是金属腐蚀的一种常见的局部腐蚀,可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上,在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。预防晶间腐蚀的措施有:在合金制备时降低碳含量,采用合理的热处理工艺、加入有效合金元素或采取电化学措施等。