GB/T 42913-2023 金属和合金的腐蚀金属材料嵌入在盐、灰烬或其他固体中的高温腐蚀试验方法（正式版）

GB/T42913—2023金属和合金的腐蚀金属材料corrosiontestingofmetallicmaterialsbyembeddinginsalt,ash,orothersolids(ISO17248:2015,MOD)国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会1GB/T42913—2023本文件与ISO17248:2015相比做了下述结构调整：a)删除了ISO17248:2015的3.1和3.3,将ISO17248:2015的3.2和3.4调整为3.1和3.2;b)删除了ISO17248:2015的表1,将ISO17248:2015表2调整为表1;c)删除了ISO17248:2015的6.1的悬置段；e)附录B对应ISO17248:2015的附录A。——用资料性引用的GB/T38430—2019替换了ISO21608:2012(见4.3.1和4.5.2);——用等同采用国际文件的GB/T16545—2015代替ISO8407:2009(见B.1和B.2);——删除ISO17224:2015的附录A中A.1和表A.2中第1列及其内容(见表B.1和表B.2)。1GB/T42913—2023金属和合金的腐蚀金属材料高温腐蚀试验方法1范围本文件适用于金属材料完全嵌入和部分嵌入在腐蚀性粉末时的高温腐蚀试验。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，注日期的引用文本文件。GB/T10123金属和合金的腐蚀术语(GB/T10123—2022,ISO8044:2020,IDT)GB/T16545—2015金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除(ISO8407:2009,IDT)GB/T16701贵金属、廉金属热电偶丝热电动势测量方法GB/T16839.1热电偶第1部分：电动势规范和允差GB/T41654金属和合金的腐蚀在高温腐蚀环境下暴露后试样的金相检验方法(GB/T41654—2022,ISO26146:2012,IDT)JJG141工作用贵金属热电偶3术语和定义GB/T10123界定的以及下列术语和定义适用于本文件。除锈descaling4试验方法4.1原则测量质量变化应采用完全嵌入的试样。每种材料的试样数量应不少于3个，以确保试验结果的重现性。其中2个试样应用于质量变化或尺寸变化的测量，1个试样应用于表面和(或)横截面的观察。2GB/T42913—20234.2试验材料部分嵌入的试样形式应为矩形板，长度不小于60mm,厚度不小于1.5mm。圆柱试样不适用于对应加工试样以除去因切割产生的影响层。试样最终表面应使用颗粒平均直径约为15μm的磨料进行打磨，可使用符合GB/T9258.3在暴露试验前应在试样上至少3个位置测量试样尺寸，测量仪器精度为士0.02mm。应将在异丙醇或乙醇中经超声清洗后的试样置于热空气或干燥器中干燥。若试样大量吸附环境中水汽，建议将清洗后的试样在称重和暴露试验前存储在干燥应根据试验的环境来选择腐蚀性粉末的类型。粉末应采自实际设备中的灰烬或沉淀物，或采用试剂级的化学品配制。腐蚀性粉末的粒度不应超过100μm。当使用试剂级的化学品配制时，应记录其粒度(根据供应商4.3试验装置试验装置应包括能够在恒定温度下均匀地加热试样的温度调节装置。加热装置应配备将试样和外部空气隔离的试验单元。应由气体流量计控制气体供应。一种封闭的水平试验装置的示意图见图1。也能采用竖直方向放置的装置。完整的加热炉装置设计见GB/T38430—2019的图1。3GB/T42913—2023图1水平试验装置样品室不应使用在试验过程中与气体环境或腐蚀性物质发生反应并改变试验环境成分的材料。如温度调节装置应能保证试样的温度保持在表1所示的允许范围内。表1试样温度的允许偏差温度范围℃>300～600>600～800>800～1000>1000～1200温度偏差℃士5士7协商确定热电偶的偶丝应采用热电偶套管进行保护。热电偶套管应能够在试验温度和试验环境下使用。热电偶的校准应按GB/T16701、GB/T16839.1或JJG141的规定进行。应从每批中抽取一个热气体供应系统应能够向样品室以恒定流量提供试验用气体。当使用湿度调节器时，湿度调节器应能够将湿度调整至期望值。湿度调节应使用电导率低于为防止冷凝，湿度调节器和样品室之间的气体管道内温度应保持在露点以上。冷凝会对试验结果4GB/T42913—2023应采用气体流量计监控气体流量。流量计应放置在靠近样品室入口处的位置，但当使用湿度调节4.4程序应采用相对于试验环境惰性的坩埚。每个坩埚中应放置一个试样。第一次使用坩埚前，应在空气炉中烘烤以去除挥发性物质。在1000℃的温度下烘烤不少于24h。对于完全嵌入试样的试验，应在坩埚中放置一层至少3mm的腐蚀性粉末，应用均匀的压力(约为0.04MPa=40g/cm²)将粉末顶部压平。将试样置于粉末上以后，应在试样顶部覆盖一层厚度至少为3mm的粉末。再用上述方法将顶层压平。粉末顶部与坩埚顶部之间的距离不应超过3mm。边缘距坩埚至少5mm。腐蚀性粉末的装填高度应达到试样高度的一半，并将腐蚀性粉末顶层压平。试样完全嵌入试样和部分嵌入腐蚀性粉末的试样在坩埚中的示意图见图2。a)完全嵌入试验b)部分嵌入试验b——最小3mm;图2完全或部分嵌入腐蚀性粉末的试样应选择能保持腐蚀性粉末的腐蚀活性稳定的试验气体。试验气体的流量应确保在1h内至少能将样品室充满3次，以保证腐蚀速率不是由反应物的供应5GB/T42913—2023试样应在室温或试验温度下放入加热炉。由供需双方协商确定试样放入加热炉的温度。当在室温室各部位温度均超过露点温度后才加湿。加热过程应使试样的温度不超过表2所列的允许温度的上限。当试样温度超过设定的试验温度Tdwell(单位为K)的97%时定义为试验开始。当试样温度低于设定的试验温度Tdw(单位为K)的97%时定义为试验终止。试验周期与预期应用有关，应由供需双方协商确定。由于在短期暴露中观察到的现象可能在长期当试样在加热炉内冷却时，应持续通气降温至200℃以下，并记录试样冷却到50℃的时间。试样也可在试验温度下从炉中取出。在将试样从炉中取出之前，应使用干气体充分对其吹扫。如果是加湿的环境，应在样品室内最冷部分温度低于200℃之前停止加湿。对于间断暴露的试验，每次重新装填试样并继续暴露时，应采用相同的加热方法(见4.4.3)和冷却每次重新装填试样前，都应彻底更换腐蚀性粉末。如果无法在不损坏样品的情况下完全更换腐蚀4.5质量变化的测定从炉中取出后存应立即放在干燥器中进行干燥，直至称量前。应用镊子处理试样。不应用手直接触碰应在暴露前测量试样质量[mr(to),如GB/T38430—2019的图5所示]。每个试样应至少测量26GB/T42913—2023程应根据GB/T16545—2015进行。详细的过程见附录B(见表B.1和表B.2)。这些程序不适用于去除GB/T41654中定义的内腐蚀产物。由腐蚀引起的试样质量损失应根据GB/T16545—2015进行测定。5试样表面和微观结构的检测应对完全嵌入试样的表面和横截面进行金相检测。对于部分嵌入试样的金相检测是为了对单个试样不同区域的特征进行研究(即嵌入部分、非嵌入部非嵌入区域的两个横断面上进行(见图3)。检测详细程序见GB/T41654。图3金相检测试样制备示例6报告6.1试验报告的内容a)生产商；c)等级或符号；d)熔炼炉号/批号；e)化学成分(分析方法);f)加工条件；g)热处理条件；h)材料微观组织结构。7GB/T42913—2023a)名称；b)取样情况(晶体取向、轧制方向c)尺寸(mm)和表面积(cm²);d)试样的表面处理状况；e)试样脱脂方法；f)完全嵌入时试样的初始质量。b)试样在粉末中的特征加热和冷却曲线；d)样品室容积；h)每个坩埚使用腐蚀性粉末的量；c)在确定试样腐蚀氧化动力学的情况下，用完全嵌入试样质量损失△m除以表面积A,作为时间d)试验后的外观图像；e)试验后的断面图像，包括试验后试样金相断面的表层(所选择的放大倍数应能在单一显微照片f)未受影响金属的厚度剖面沿部分嵌入试样的纵断面分布；g)部分嵌入试样每个区域未受影响的最小厚度；h)金相检测结果；i)如果根据4.2.2进行试验，记录长期暴露后腐蚀性粉末分析结果。6.2补充说明试验结果报告中包含以下事项：a)原材料的力学性能；b)原材料的显微组织和取样条件；c)试验装置的详细内容；8GB/T42913—2023(资料性)本文件与ISO17248:2015的技术性差异及其原因本文件结构编号技术性差异原因11)删除ISO17248:2015中“两种选择：包括完全嵌入和部分嵌入。完全嵌入的使用需要对试样进行质量变化测量。部分嵌入的使用可以对单个试样的不同交互区域进行研究，即嵌入部分、非嵌入部分和气体/粉末界面区域。因此，在这种情况下，质量测量是不适用的，而需要进行金相研究。本文件不包括试样浸入液体的试验方法，或试样表面沉积的试验方法。上述方法在ISO17245和ISO17224有所涉及”;2)增加了“本文件适用于金属材料完全嵌入和部分嵌入在腐蚀性粉末时的高温腐蚀试验”1)简化范围，删除解释性描述和不包括2)按GB/T1.1的规定，增加文件的适用界限2关于规范性引用文件，本文件做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下：——删除了ISO3611、ISO6906;——用等同采用国际文件的GB/T10123代替ISO8044(见第3章);——用等同采用国际文件的GB/T16545—2015代替ISO8407:2009(见4.5.3和4.5.4);——用修改采用国际文件的GB/T41654代替ISO26146(见4.5.3和第5章);——用我国的热电偶校准标准GB/T16701、GB/T16839.1或JJG141代替ASTMF220、ASTME230和ASTME1350(见4.3.2);——删除ASTME3和ASTME407按GB/T1.1和GB/T1.2的规定编写，以适应我国的技术条件、增加可操作性31)删除“3.1损伤层”术语和定义；2)删除“3.3受控气体环境”术语和定义1)正文中未出现“损伤层”术语；2)“受控气体环境”术语只在范围中出现一次，未使用两次将“测量质量变化能采用完全嵌入的试样”更改为“测量质量变化应采用完全嵌入的试样”此文件中，只涉及完全嵌入和部分嵌入两类试样，原国际文件中规定部分嵌入试样不适用质量变化测量，故在本文件中直接用“应”标题“试剂和材料”改为“试验材料”改为试验材料更符合本章节内容9GB/T42913—2023本文件结构编号技术性差异原因4.2.11)删除“表1符合区域标准的涂层研磨剂的名称和平均直过使用表1所示的研磨剂来实现”更改为“可使用符合GB/T9258.3要求的P1200的磨料”。2)删除“在将试样暴露于试剂之前，应使用ISO3611和ISO6906中规定的测量仪器至少在试样的……”中的国际文件1)按照我国磨料的实际情况进行修改。“可”更符合我国技术参数或方法选择时常用语言；2)根据我国的实际情况，只需要说明精度，不需要规定测量仪器表1将试样温度范围“300～600、600～800、800～1000、1000～1200”更改为“>300～600、>600～800、>800~1000、>1000～1200”原试样温度有重叠，为避免给使用者造成困扰，根据实际情况进行更改4.3.21)将“热电偶的校准应按ASTME220,ASTME230和ASTME1350的规定进行。”改为“热电偶的校准应按GB/T16701、GB/T16839.1或JJG141的规定进行”;2)将“可从每批中抽取一个热电偶进行校准”更改为“应从每批中抽取一个热电偶进行校准”1)根据实际情况更改，采用我国标准进行2)对热电偶进行校准时必要工作，以确保其准确性，对每批热电偶进行抽检是最常见抽检方法4.3.3将“试验方法能包括在样品室前用湿度计测量”中的“能”删除适应我国的标准编写和版式要求4.5.11)将“而且腐蚀性粉末在试验后能彻底去除时”更改为“而且腐蚀性粉末在试验后可彻底去除时”;2)增加“应”,并删除“非常”,将“当使用手套时非常小心，因为手套上的分离物造成的污染可能导致质量确定的错误”更改为“当使用手套时应小心，因为手套上的分离物造成的污染可能导致质量确定的错误”1)适应我国的标准编写和版式要求；2)根据实际情况，提出要求4.5.3将“注：这些程序不适用于去除GB/T41654中定义的内腐蚀产物。”调整为正文按GB/T1.1和GB/T1.2的规定编写，注不能包含要求删除“试验结果报告中应包括已知的以下部分”第6章标题和6.1的标题已指出本章为试验报告，不需要重复说明。同时，按GB/T1.1的规定，删除悬置段6.1.1将“h)根据ASTME3确定的材料微观结构和根据ASTME407确定的蚀刻。”更改为“h)材料微观组织结构。”根据我国的实际情况，不需要按照ASTM标准判断围观结构，可自行选择方法进行确定材料的微观组织结构6.1.4将a)、b)和h)中涉及的试验方法内容删除原文内容过于繁琐冗长，删除后整个小节内容含义不变的情况下，精简相关内容GB/T42913—2023(资料性)清除腐蚀产物的化学和电解程序B.1一般条件本附录制定过程中，参考了大量文献以确定化学除锈和电解除锈的程序。除了GB/T16545—2015中列出的试验方法外，还能采用专门为本文件中描述的试验目的而设计的以下程序。本附录概述B.2程序表B.1和表B.2总结了去除腐蚀产物的各种化学和电解程序。特定材料的具体工艺选择取决于许对于所列的所有程序，宜在清洗期间保持试样表面垂直。这将最大限度地减少除锈过程中任何气体的释放。GB/T16545—2015的图1中所推荐的时间适合于质量损失的测量。设置如图B.1所示。表B.1清除腐蚀产物的化学程序材料化学试剂总时间温度备注耐热不锈钢和高温合金步骤1:180g氢氧化钠(NaOH)30g高锰酸钾(KMnO₄)蒸馏水1000mL30min~沸腾重复步骤1/步骤2/有助于清除粘性腐蚀产品是有软毛刷刷拭有助于清洗步骤2:100g柠檬酸铵[(NH₄)₂C₆H₈O₇]蒸馏水1000mL沸腾碳素钢和低合金钢50mL