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材料在此环境下是否会发生严峻的腐蚀，从而导致工程构造的失效。因此，如何评价在工法和电化学测试法。重量法。,1。亠宫EJy&^3胆8-亠宫EJy&^3胆8-◎!旁而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于去除的状况，例如材料的高温腐蚀，2。-■—-■—caslalloy+—sputfefedcoatirigft旷E0/61%刍旦陰益七量S°50100150Time(h)20025040eo100Tiime(h)Ni-30Cr-8AI-0.5Y铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在动力学曲线(b)Na2SO4+25%wtNaCI热腐蚀增重动力学曲线

(a1000C高温氧化增重为了使各次不同试验及不同种类材料的数据能够相互比较，必需承受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。依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换算公式为：AB=8.73—P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/aP金属材料密度，g-3。从腐蚀试验前后的试样重量变化计算腐蚀速度87600W

V(mm/a，公式为：V=P A t汉 汉式中M试样失重，g；P金属材料密度，g-3;A-试样面积，cm2;t-试验周期，h。失重法的关键操作之一就是完全去除腐蚀产物，材料去处外表腐蚀产物的标准方法如表所示。

而又不损伤基体金属。常用工程承受失重法对材料进展腐蚀性能评价时，由于不同的争论者会承受不同的试样尺寸、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，人们标准了一种标准的腐蚀试验方法一盐雾腐蚀试验。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。依据

ASTMB11715-305%勺NaCI溶液进展雾化喷雾，试验温35°C。盐雾试验要求盐雾箱内的容积要足够大，不得将盐雾直接喷射到试验的外表。外表观看法132.1 宏观观看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， 还应当留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；同时还应当留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。虽然这种观看是很粗糙的，但任何精细的服饰争论都辅以这种方法。 显微观测一些工程材料中，常见腐蚀形态的显微形貌如下图。对受腐蚀的试样进展显微观看时，需要留意的几点是：第一，在观看外表形貌时，特别是一些局部腐蚀的形貌时，肯定要留意腐蚀截面形貌的观看。这是由于局部腐蚀可能在材料外表所造成的腐蚀并不很显著，而在材料的内部进展。不锈钢等材料的点蚀就是一例， 图3。3不锈钢丝上的点蚀，可以看到典型的花边其次，在观看材料的氧化膜截面形貌时，要留意承受扫描电子显微镜的背散射模式进展观看。扫描电镜在腐蚀形貌观看时，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，来获得试样外表的形貌，而背散射模式则可以通过测试背散射电子，获得试样外表元素分布的状况。通过背散射模式观看腐蚀试样氧化膜界面的形貌， 可以很简洁地区分出氧化膜内元素的分布，从而推断出氧化膜是单层构造还是多层构造， 图4。第三，当材料外表掩盖着较厚的腐蚀产物时，进展观看腐蚀形貌时肯定要注意将取出腐蚀产物前后的形貌进展综合比照， 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一样，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80CNaSQ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小时的形貌根本一样，腐蚀产物都呈现龟裂状。但是，去除腐蚀产物后觉察，二者的腐蚀形态截然不同： 316L不锈钢80ENaSQ和NaCl5,而ZE416。站府X6QQZE41镁合金在NaCl溶液浸泡，去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌pmQQDO1±HSEI站府X6QQZE41镁合金在NaCl溶液浸泡，去除腐蚀产物前后的腐蚀形貌pmQQDO1±HSEI电化学测试法电化学测试方法是一种能够快速、准确地用于争论材料腐蚀的现代争论方法。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格外广泛。与重量法和外表观看法相比，电化学测试方法不但能够争论材料的腐蚀速度，还能够深入地争论材料的腐蚀机理。50年的进展，按外加信号分类大致可以分为直流测试和沟通测试；按体系状态分类可以分为稳态测试和暂态测试。电位极化曲线、线性极化法、循环极化法、循环伏安法、恒电流

直流测试包括动/恒电位法、等/恒电线法和循环极化法是最根本，也是最常用的方法。从上一节的内容可以得知，依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承受不同的标准。对于活性溶解行为的材料〔镁合金、碳钢、低合金钢等〕来说，仅仅承受corrcorr腐蚀电位〔E 〕的凹凸来评价材料的腐蚀性能是不对的。这种错误的生疏来源于仅仅关注了材料腐蚀的热力学趋势，而无视了材料的腐蚀动力学特征。在评价活性溶解材料的耐蚀力量时，首要的参数是腐蚀电流〔i 〕，腐蚀电流越小，材料的耐蚀性能越好，这是由于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corrcorr了证明。只要当两种材料的腐蚀电流大体一样时，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:当电位为三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；与之比照，AZ91D镁合金则-1,80 -1.75 ^1.70 46550potential(V}

-1.60 -1.56 1一还处在阴极状态，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状况来看,AZ91D合金在各个电位下其溶解电流都小于纯镁，所以可以推断AZ91D合金的耐蚀力量优于纯镁。i(A/cm) 2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，在评价此类材料这是由于由于材料能够钝化，所以在工程应用过程中，人们都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i 。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pass0.1MHBO+0.025MNaBO溶液中〔9〕，纳米孪晶镍与铸态纯镍相3 2比，击破电位上升，维钝电流减小，经过纳米孪晶后，镍的耐蚀力量得到了明显的提高。9再比方，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力量明显增加。图 10-0.41-2-0.41E*1O 1E-9 1E-7 1E-6 1E-5 1E*4 1E*3l/Acm“10在评价工程材料的耐蚀力量时，有这样一种格外困扰的现象是常常遇到的，如图11所示。1Cr17Ni21Cr12Ni2WMoVN不锈钢，但是1Cr12Ni2WMoVN1Cr17Ni2不锈钢。依据上面介绍的评价标准，很难推断那种材料的耐蚀性能更好。00—caA/aA0T500—caA/aA0T534O5601E- 52mc2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、

Ep。保护电自修补力量。依据AST循环极化曲线的测试标准，扫描电位从相对开路电位〔OCP-300mV开头1mA.cn2时，开头负方向电位扫描，直至电位到达相对开路电位〔OCP-300mV寸完毕，扫描速度ImV/So负方向扫描曲线与阳极极化曲线的交点即为保护电位。1Cr17Ni21Cr12Ni2WMoVN不锈钢的循环极化曲线如图12所示，可1Cr17Ni2不锈钢的负方向扫描曲线与阳极极化曲线相交，而1Cr12Ni2WMoVN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1Cr12Ni2WMoVN不锈钢则没有。也就是说，1Cr17Ni2不锈钢在点蚀发生后，当1Cr12Ni2WMoVN不锈钢发生点蚀以后，点蚀会不断地进展，不能修复。结合循环极化的结果，可以推断：尽管1Cr17Ni2不锈钢的击破电位低于1C