金属腐蚀可分为全面腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀主要包括晶间腐蚀缝隙腐蚀孔蚀应力腐蚀开裂,选择性腐蚀等。不锈钢和耐蚀合金虽然是以耐蚀为目的,但对于各种形式的腐蚀,不一定都具有优良的耐蚀性,不同材料对不同类型的腐蚀介质具有不同的耐蚀性。判断材料耐蚀性的试验方法,也按腐蚀的种类而有所不同,试验的目的是比较准确测试材料对某种介质、某种腐蚀类型的耐蚀性。下面是常见几种腐蚀试验方法:


一、金属的实验室重量法腐蚀试验


  它是根据腐蚀前后试样重量的变化来测定金属的腐蚀速率,并以此判断材料的耐蚀性能。试验时,如果金属溶解于介质中,试样的重量减小,可以用失量法测量;如果腐蚀产物的组分已知,并且牢固地附着在金属的表面上,或者腐蚀产物完全能收集起来,可以用增重法测量;如果当金属溶解时,一部分腐蚀产物脱落,一部分溶解的金属又沉积在金属试样表面上,那末,试样可能是增重,也可能是失重。然而试样既有明显腐蚀,而增重量与失重量相等,试样重量完全不变的情况,在实际中却是极罕见的。失重法是常见金属腐蚀重量法中最常用的方法,但它只适应全面(均匀)腐蚀,对于有高度选择性的局部腐蚀毫无意义。


  在实验室进行腐蚀试验时,应尽量模拟有关的现场条件,如果条件允许的话,应采用现场腐蚀介质做试验,当然也可采用模拟生产的介质,加速腐蚀试验介质以及实验室的介质等。不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法(GB4334.6--84),主要适用测定含钼奥氏体不锈钢在沸腾5%硫酸溶液中的腐蚀失重量,以试验不锈钢的耐均匀腐蚀性能。


二、晶间腐蚀试验方法


  晶间腐蚀试验方法很多,这些试验方法的原理和适用范围各不相同,不同的试验方法适用于不同的不锈钢、合金及不同的环境介质,因此,正确地、合理地选择晶间腐蚀试验方法极为重要。


  晶间腐蚀试验方法大致可以分为化学试验方法、电化学试验方法及物理试验方法三大类。化学试验方法很多(见表2-1),比较成熟,应用广泛,其中一部分已列入国标,常见的硫酸-硫酸铜试验方法和沸腾硝酸试验方法以后重点将介绍。电化学试验方法是正在发展中的方法,尚未标准化,它的最大优点是快速,不破坏试样,世界上许多国家对这一方法进行了广泛的研究,有希望发展成为一类快速、非破坏性的现场试验方法。物理检验方法中是以金相法和弯曲法应用最广,特别是金相检验方法应用较为广泛。利用金相或现代设备如电子显微镜和电子显微探针等获得晶粒边界附近的组织结构和化学成分的变化,判断晶间腐蚀倾向。


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三、孔蚀试验方法


  孔蚀试验方法,概括起来可以分为两大类:一类是化学浸泡法,另一类是电化学测量法。化学浸泡法见表2-2,这些方法一直为人们广泛采用,技术上也较成熟,目前国内及许多国家都有这方面的标准,国内也有这方面的标准,另外还有一些试验方法已经开展了许多工作,并得到了认可。化学浸泡方法是将试样浸泡在某些加速的或天然的腐蚀环境里,通过测量蚀孔的重量损失、数目、深度和大小,测定金属或合金的耐孔蚀性能,或者通过测量临界孔蚀温度,蚀孔成核所需的最低离子浓度,确定金属和合金的孔蚀敏感性。采用这类方法测量的最大优点是阴阳极过程均在发生孔蚀的试样上进行,具有较大的阴极面积,蚀孔不在表面上发展,而是向试样内部发展,这与生产实际情况相符。但是,在天然条件下进行测量时不方便、费时间。


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  最常用的化学浸泡法有:三氯化铁试验(GB4334.7-84),它是将按要求加工成的试样放在6% FeCl3溶液中,在一定的温度下(35℃或50℃)和一定的试验时间(72h)内,测得试样的失重、蚀孔数目及尺寸大小来评价材料的耐孔蚀性能;临界孔蚀温度试验,它是利用材料在一定温度范围内,温度升高,孔蚀电位变负,孔蚀也就容易产生这一原理,通过试验,在一定的试验溶液中,如10% FeCl3,找出试样出现孔蚀现象的最低温度,一般说来,临界孔蚀温度越低,耐孔蚀性越差;最低氯离子浓度试验,它是利用阴离子浓度越高越易产生孔蚀,对具体的某种材料,只有当溶液中破坏钝化膜的浸蚀性阴离子浓度达到某一临界浓度时,孔蚀才会产生,因此产生孔蚀的最低氯离子浓度越小,材料对孔蚀越敏感。


  电化学测量法是通过测量金属和合金的孔蚀特征电位(临界孔蚀电位和孔蚀保护电位)来确定它们的孔蚀倾向性的,这一方法虽然具有电化学测量所特有的快速的优点,但与实际生产情况有所不同。临界孔蚀电位Eb是指材料产生孔蚀,且蚀孔能持续发展的最低电位。保护电位Ep是指已发展的蚀孔重新钝化的最高电位。当材料在给定的介质中自然腐蚀电位Eo的数值大于Eb时,材料就产生孔蚀,材料Eb越正,耐孔蚀性能越好。当Eo>Ep时,钝化膜开始发生破裂,开始溶解,但只要Eo<Eb,(也就是Ep<Eo<Eb)时由于钝化膜破坏和金属溶解所生成的微小凹陷,不可能扩展成蚀孔,材料的Ep越正,钝化膜越难破裂,耐孔蚀性越好。


四、应力腐蚀破裂试验


 根据加载方法的不同,可以分为恒应变法、恒载荷法和恒应变速率法。恒应变法是通过某些机械手段,如手工 撬杠寻压机等把一定尺寸的试样弯至预定形态如U型、C型、弯梁型等,然后固定;恒载荷法是将试样一端固定,另一端加上某一恒定的静载荷,使试样产生恒定应力;恒应变速率法就是根据不同材料/介质体系,在特定的应变速率数值,在一种专门的设备-恒应变速率试验机上,缓慢而匀速地拉伸试样。在实际生产中,由于冷热加工常常会产生残余应力,焊接残余应力是最常见的一种,因此,焊接件也可用来作为应力腐蚀破裂试验用试样。


 根据试验介质的不同,可以分为3.5% NaCl溶液交替沉浸法,沸腾MgCl2溶液法,连多硫酸法,高温高压试验法等,见表2-3。


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