金属和合金的腐蚀 人造大气中的腐蚀 暴露于间歇喷洒盐溶液和潮湿循环受控条件下的加速腐蚀试验 征求意见稿

4GB/T20853-XXXX金属和合金的腐蚀人造大气中的腐蚀暴露于间歇喷洒盐溶液和潮湿循环受控条件下的加速腐蚀试验本文件规定了加速大气腐蚀试验中的试验方法、试验溶液和试验程序，加速大气腐蚀试验包括6h暴晒在1%的NaCl溶液中，每两周一次，随后在35℃恒定温度下，控制湿度在95%RH和50%RH之间。本文件没有规定试样的尺寸、特定产品的暴晒时间以及结果的说明。这些详细信息将在产品说明中提供。实验室加速腐蚀试验适用于：——金属及其合金；——金属覆盖层（阳极性或阴极性的）；——化学转化覆盖层；——金属材料上的有机覆盖层。注1：如果根据本文件测试低合金不锈钢，特别是奥氏体不锈钢，有扩大点蚀的风险，不代表大多数的服役环境。注2：本文件不适用于蜡基和油基防锈剂的测试，因为试验过程中温度会不断升高。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ISO4628-1色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小及外观的均匀变化程度的标识第1部分：总则的标识体系（Paintsandvarnishes—Evaluationofdegradationofcoatings—Designationofquantityandsizeofdefects,andofintensityofuniformchangesinappearance—Part1:Generalintroductionanddesignationsystem）ISO4628-2色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小及外观的均匀变化程度的标识第2部分：起泡等级的判定（Paintsandvarnishes—Evaluationofdegradationofcoatings—5GB/T20853-XXXXDesignationofquantityandsizeofdefects,andofintensityofuniformchangesinappearance—Part2:Assessmentofdegreeofblistering）起泡等级的评定(ISO4628-2:20ISO4628-4色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小及外观的均匀变化程度的标识第4部分：开裂等级的评定（Paintsandvarnishes—Evaluationofdegradationofcoatings—Designationofquantityandsizeofdefects,andofintensityofuniformchangesinappearance—Part4:Assessmentofdegreeofcracking）开裂等级的评定(ISO4628-4:20ISO4628-5色漆和清漆涂层老化的评价缺陷的数量和大小及外观的均匀变化程度的标识第5部分：剥落等级的评定（Paintsandvarnishes—Evaluationofdegradationofcoatings—Designationofquantityandsizeofdefects,andofintensityofuniformchangesinappearance—Part5:Assessmentofdegreeofflaking）剥落等级的评定(ISO4628-5:2ISO8407金属和合金的腐蚀腐蚀试验上腐蚀产物的清除（Corrosionofmetalsandalloys—Removalofcorrosionproductsfromcorrosiontestspecimens）注：GB/T16545-2015金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除（ISO840ISO10289金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级（Methodsforcorrosiontestingofmetallicandotherinorganiccoatingsonmetallicsubstrates—Ratingoftestspecimensandmanufacturedarticlessubjectedtocorrosiontests）3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4．试验溶液将氯化钠溶于电导率在25°C±2°C下不超过2mS/m的蒸馏水或去离子水中，配制成盐溶液6GB/T20853-XXXX表1是氯化钠中所允许的杂质最大含量。表1氯化钠中所允许的杂质最大含量（以干盐计）杂质杂质的最大质量分数/%注释铜（以干盐计）0.001杂质含量是用原子吸收分光光度计或其他具有相同精度的测量方法得到的镍（以干盐计）0.001碘化钠0.1—杂质总量0.5—用电位法测量盐溶液在25℃±2℃下的pH值。用稀硫酸调整溶液pH值至4.2±0.1（如：可在1L的盐溶液中加入1mL浓度为0.05mol/L的硫酸）。5．试验设备5.1气候箱气候箱的设计应能在试验中获得、控制和监测下列试验条件。在35℃,相对湿度在50%~95%范围内，与设定的相对湿度值的瞬时最大偏差为±4%，相应的温度精度要求为±0.8℃。对某一恒定条件，在7h~8h期间，相对湿度平均值的精度应是±2%，相应的温度精度为±0.4℃。为满足温湿度精度要求，气候箱应配备有效的空气循环装置，以使箱内温湿度小幅变化。为避免箱壁和箱盖表面上过度冷凝，需要对这些面进行隔绝。气候箱的设计还应使相对湿度随时间呈线性变化，在2h内，相对湿度可从95%降到50%，2h内相对湿度也可从50%升到95%。合理的气候箱设计见图B.1。在试验循环期间，应连续不断的或有规律的检测气候箱中的湿度和温度，以保证在整个试验循环中相对湿度是处在规定的95%至50%范围内。测量相对湿度时可利用专为测量高湿度而设计的湿度计，例如，高质量的温度和电容式湿度计组合传感器或金镜露点湿度计。测量温度时最好使用Pt100传感器。5.2喷雾装置安装在气候箱中的喷雾装置应能够产生分布均匀的垂直向下沉降的盐雾或小液滴，以15mm/h±5mm/h流速滴落在被测试物品上。如果用一个收集面积为80cm2的漏斗状收集器检测流速是否在规定的范围内，盐溶液的收集速率应为120mL/h±40mL/h。7GB/T20853-XXXX喷雾装置最好由一些串联安装在横杆或管子上的喷嘴组成，这样就得到部分重叠的扇形喷射模式。制作喷雾装置或衬里的材料应抗盐溶液的腐蚀且不影响盐雾的腐蚀性。推荐使用含钼的不锈钢或塑料。合理的喷雾装置设计见图B.2。用过的盐溶液不得重复使用。5.3强制干燥系统气候箱应配有强制气流干燥系统，因为喷雾/润湿滞留后，所有测试物品很潮湿，需要干燥，且在合理的时间内能重建试验环境。强制干燥最好由过冷和再加热的内部循环气流干燥。或将预先加热的空气通入气候箱来进行干燥。对于容积是1m3~2m3的气候箱来说，推荐的空气流速为50L/s~100L/s。强制预热的气流温度不应使气候箱中最高温度超过35℃。注：根据实际经验，将强制气流预热至40℃是适合的。6试样6.1根据被测试材料或产品的有关规定选择试样的类型、数量、形状和尺寸。若无规定，应由相关双方协商确定。6.2对每个系列的试样应保持完好的数据记录，数据记录应包括以下信息：a）试验材料的描述，如表面处理的材料：基体材料的各类、前处理、覆盖层类型、制作方法和干膜厚度；b）如果试验样品的覆盖层被有意破坏，应描述破坏部分的形状、位置以及破坏方式。还应详细说明测试期间破坏处所放置的方位。如果试样是从带有覆盖层的工件上切割下来的，不能损坏切割处附近的覆盖层。除另有规定外，必须用适当的覆盖层，如油漆、石蜡或胶带等对切割区进行保护，这些覆盖层材料在试验条件下应是稳定c）测试前的清洗过程；d）参比材料或用于与试样对比的材料信息；e）如何检测试样，要评估哪些性能，参见第7章。8GB/T20853-XXXX7试验步骤7.1试样放置试样放在箱内的支架上且测试面朝上。试样表面在箱内暴露的角度非常重要。对于平板试样，测试面应与垂直方向成20°±5°。对于不规则试样，如整体工件，应尽可能接近上述规定。装试样的支架应放置在气候箱内同一水平面上。支架应用玻璃、塑料或是进行适当涂覆的木料等惰性非金属材料制作。如须悬挂试样，悬挂材料不能是金属，而应是合成纤维、棉线或其他惰性绝缘材料。7.2试样条件7.2.1依据以下方案，在气候箱内进行12h的循环暴露试验。第1循环、第8循环、第15循环和随后的每第7循环，应采用6.2.3规定的A循环喷盐雾。其他循环采用6.2.2中的B循环。7.2.2B循环是由以下步骤组成，见图1：——步骤2在35℃,2h内将相对湿度从95%线性减少到50%条件下暴露；——步骤4在35℃,2h内将相对湿度从50%线性增加到95%条件下暴露。7.2.3A循环由以下步骤组成，见图2：——步骤5在35℃气候箱中盐溶液以流速15mm/h向下喷淋试样，喷淋时间为15min；——步骤6在35℃下，将相对湿度值设为95%~99%，暴露1h45min，试样保持润湿状态。步骤5和步骤6依次再重复两次，保持总润湿时间为6h。——步骤7参见4.3，在相对湿度为50%，温度为35℃下，干燥试样4h，必须在2h内达到规定的湿度值，以使在试样和箱内部没有明显的湿迹；——步骤4在35℃,2h内将相对湿度从50%线性增加到95%条件下暴露。GB/T20853-XXXX图1依次由步骤1、步骤2、步骤3和步骤4组成的无喷淋的B循环图2依次由步骤5、步骤6、步骤5、步骤6、步骤5、步骤6、步骤7和步骤4组成的有喷淋的A循环注1：在气候箱内对试样进行盐溶液的喷洒，可以用一种简单但不够理想的方法来替代，即在箱外人为将试样浸到盐溶液中，在这种情况下，最好用C循环代替A循环，C循环由以下步骤组成：——步骤5a从气候箱中取出试样。35℃下在规定的盐溶液中浸泡15min，浸泡后将盐溶液人工喷洒到试样上，保持表面有液滴。GB/T20853-XXXX——步骤6a再次人工喷洒，多余的盐溶液流掉后，将试样放回气候箱中，在35℃,相对湿度为95%~99%条件下放置1h45min；步骤5a和步骤6a依次再重复两次，保持总润湿时间为6h。——步骤3在35℃,相对湿度为50%下暴露4h；——步骤4在35℃,2h内将相对湿度从50%线性增加到95%的条件下暴露。从实际经验来看，最好在周一和周五进行人工浸泡试验，如果试验在周一开始，可以保证第1循环，第9循环，第15循环，第21循环，第29循环等采用C循环盐暴露试验。其他循环采用B循环。为了避免其他金属溶解离子（还原时形成阴极）的污染，不能将不同的金属试样浸泡在同一个盐溶液中。7.2.4为检查试验结果的可重复性，有必要定时地确认试验的腐蚀性。注：附录C规定了采用参比试样评价腐蚀性的方法。7.3试验时间试验时间应根据被测材料或产品的有关规定选择。若无规定，应由相关双方协商确定。注：附录A中给出了不同种类金属抗腐蚀性能所需的暴露时间。7.4试验后试样的处理试验结束后取出试样，清洗前干燥0.5h~1h，以减小腐蚀产物的损失。在检测之前要小心地将试样表面残留的盐溶液除去。注：可用温度不高于40℃的清洁流动水轻轻浸泡，以除去试样表面残留的盐溶液，然后立即将试样放置在距离吹风口大约为300mm，气流压力不超过200kPa的气流中干燥。8试验结果评价为满足特定需求，试验结果的评价有许多不同的标准，例如：a）试验后的外观；b）除去表面腐蚀产物后的外观；c）腐蚀缺陷，如点蚀、裂纹、气泡等的数量和分布，可以根据ISO10289，ISO4628-1，ISO4628-2，ISO4628-4和ISO4628-5所规定的方法进行评定；d）开始出现腐蚀的时间；e）根据ISO8407进行质量变化和金属质量损失评价；GB/T20853-XXXXf）微观检查结果；g）力学性能变化。注：合适的评价覆盖层或产品的标准是在具备很丰富的工程实践经验基础上确定的。9试验报告试验报告包含以下信息：a）本文件号；b）试验设备的描述；c）试样（材料或产品）的种类、牌号、尺寸、形状以及试样表面状态、面积；d）根据5.2的补充数据，如试样的制备，包括试验前的清洗和对试样边缘的保护措施；e）试验过程中，测试面的倾斜角度；f）循环次数或试验持续时间；g）试验过程中，检查的频率和间隔；h）试验的腐蚀性；i）与前面描述的测试方法的偏差；j）根据第7章最终评价试样的结果，如无覆盖层质量和厚度损失，有覆盖层鼓泡及剥落宽度。GB/T20853-XXXX（资料性）推荐的试验周期总的来说，评价任何裸金属（合金）或带有薄层转化覆盖层的金属，或用金属的、无机的或有机的覆盖层保护金属，6周试验就足够了。对于评价高质量的覆盖层体系，推荐试验12周。表A.1说明了冷轧碳钢和纯锌（质量分数为99.9%），根据本文件所推荐的试验周期与两种不同的室外暴露试验条件之间的相关性。如采用6.2.3注1中提到的更简单的盐暴露替代方法，试验的腐蚀性也就是冷轧碳钢和纯锌在经过不同的试验周期后的厚度损失的情况将与表A.1中给出的不同。在这种情况下，试验时间的选择应基于参比试样经过不同试验周期之后，金属的厚度损失而定。表A.1不同腐蚀试验下金属损失的比较测试材料试验后金属的厚度损失/μm根据本文件车辆上垂直暴露试验2年根据GB/T19292.1-2018中C5等级的第一年数据冷轧碳钢115~130（暴露4周）180~220（暴露6周）315~385（暴露12周）~~80200纯锌5~7（暴露4周）7~10（暴露6周）15~20（暴露12周）~~4.28.4GB/T20853-XXXX（资料性）带有喷淋装置的试验装置的合理设计B．1气候箱见图B.1。1.试验箱；2.机械单元；3.样品区；4.隔热壁/盖子；5.空气分流隔板；6.带喷嘴的摆杆；7.排气口；8.盐溶液出口；9.空气调节单元（冷却/加热/加湿）；10.干湿Pt100传感器；11.冷却装置；12.盛装喷淋溶液的容器和压力泵；13.电机和与摆杆相连的连接杆；14.控制单元；15.电子调整装置。图B.1气候箱GB/T20853-XXXXB.2喷淋架的设计见图B.2。2.管/元件；a0.5m~0.6m。图B.2喷淋架的设计原则：摇管或元件支撑搭接的平喷淋喷嘴。推荐喷嘴类型：喷淋系统UniJet800050VP.C/C。将喷嘴以0.5m~0.6m的间隔安装在支撑管上（大约在试样上方1m处）。通过用轴承将支撑管（自由转运、一端伸进箱壁内）和箱外的连接杆、旋转设备连接起来实现摇摆。沉积：在整个长方形测试区（2m3，每排4个喷嘴）沉积速率为15mm/h±5mm/h。GB/T20853-XXXX（资料性）试验腐蚀性的评价方法C.1参比试样根据本文件，为了测量试验期间气候箱中的腐蚀性，使用四个参比试样，每个试样：a）符合ISO3547中CR4级精度的钢，表面没有孔隙、细纹、痕迹和划痕，表面光洁）；b）杂质含量小于0.1%（质量分数）的锌。参比试样的大小应为50mm×100mm×1mm。测试前，应用烃类溶剂仔细清洗参比试样以去除能影响腐蚀速率测量结果的明显的污迹、油迹或其他外来物质。干燥后，称量参比试样精确至0.1mg。用可去除性覆盖层保护参比试样背面，如吸附性塑料膜。C.2参比试验的放置将每种材料的四个参比试样放置在气候箱四角，未进行保护的表面朝上，并与垂直方向用惰性材料如塑料制成或涂覆参比试样支架，并且放置在与试样相同的高度。C.3质量损失的测定试验结束后，立即去除保护性覆盖层，然后按照GB/T16545中所述的通过反复清洗去除腐蚀产物。采用下面的化学清洗步骤：a）对于碳钢，在1000g盐酸(ρ20=1.18g/L）中加入20gSb2O3和50gSnCl2，配制成溶液；b）对于锌，在1000mL去离子水中加入250g±5g的C2H5NO2（p.a.）配成饱和的氨基乙酸溶液。两种情况的化学清洗工序最好都是在室温20℃~25℃下，重复浸泡5min。每次浸泡后，应在室温下彻底清洗参比试样：先用清水清洗，然后轻轻地刷洗，再用乙醇冲洗，最后干燥。以接近1mg的精度称重参比试样，按照GB/T16545中描述的绘制质量和实际清洗循环次数曲线。注：为使腐蚀产物在浸泡过程中高效率溶解，连续搅动溶液非常重要。为了增加溶解速率，GB/T20853-XXXX最好使用超声清洗。如GB/T16545中所述，从质量对清洗次数曲线上可以测得去除腐蚀产物后试样的真实质量。从试验前参比试样最初质量值中减去这个数，并且将所得的数除以参比试样暴露面积，得到参比试样每平方米的质量损失，将其除以金属的密度（碳钢的密度为7.86g/cm3，锌的密度为7.14g/cm3），即转换成腐蚀深度，单位为μm。C.4试验仪器运行良好如果每个样品的质量损失都在附录A中给出的范围，则认为试验仪器运行良好。注：如果采用较简单的盐雾暴露，参见附录A中的注释。GB/T20853-XXXX参考文献[1]ISO3547,Cold-reducedcarbonsteelsheetofcommercialanddrawingqualities.[2]ISO9