金屬的耐蝕性既受材料因素影響,又受介質(zhì)因素影響。此外,還受溫度、系統(tǒng)的幾何形狀和尺寸、金屬與介質(zhì)的相對運動以及力學(xué)因素等的影響。這些因素的組合與變化,構(gòu)成了錯綜復(fù)雜的金屬腐蝕條件和表現(xiàn)形式。現(xiàn)實的腐蝕與腐蝕控制的課題是相當(dāng)復(fù)雜的。因此不可能有一種通用而的試驗方法和儀器用于所有的試驗?zāi)康。只能根?jù)腐蝕試驗的具體目的和客觀條件的可能性,選擇現(xiàn)有的或設(shè)計新的腐蝕試驗方法、測試技術(shù)及相應(yīng)的儀器裝置。以下介紹常見的腐蝕形式以及試驗方法:
1.均勻腐蝕
金屬表面接觸腐蝕介質(zhì)而全面、均勻的發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象,也稱全面腐蝕。與其他腐蝕相比,其發(fā)生較為普遍,危害也最小。均勻腐蝕屬于微電池效應(yīng),腐蝕導(dǎo)致金屬表面均勻減薄,腐蝕過程沒有固定的陰極及陽極?梢酝ㄟ^表面涂層、緩蝕劑、陰極保護、合理的設(shè)計、選擇合適的材料等加以防止。
均勻腐蝕是最能反映出金屬材料耐蝕性的一種普遍腐蝕形態(tài),而耐蝕性則是金屬材料重要的性能指標(biāo)之一,而金屬材料的耐蝕性進行檢測是確定設(shè)計產(chǎn)使用壽命、強度、防護等各項工藝的重要參考指標(biāo)。在實驗室試驗中,均勻腐蝕的試驗方法主要有鹽霧試驗(GB/T 10125-2012 / ISO 9227-2006)、濕熱試驗及其組合試驗。
涉及測試:均勻腐蝕試驗
2.電偶腐蝕
當(dāng)電解質(zhì)溶液中有兩種金屬接觸時,由于氧濃差效應(yīng),電極電位較負(fù)的賤金屬成為陽極, 較高的貴金屬成為陰極,構(gòu)成了腐蝕電池,貴金屬受到了保護,這種現(xiàn)象叫電偶腐蝕,也稱接觸腐蝕或異金屬間腐蝕。
利用金屬間的電極電位差及其電偶腐蝕原理,可以通過對賤金屬與有用金屬部件進行配對,以犧牲賤金屬陽極來達(dá)到保護陰極材料。
涉及測試:電偶腐蝕試驗
3.點腐蝕
點腐蝕是一種非常局部的腐蝕。鈍化型金屬因表面形成一層具有保護性的鈍化膜而產(chǎn)生抗腐蝕作用,當(dāng)鈍化膜遭到破壞,而金屬缺乏自鈍化的條件或能力,金屬就會發(fā)生腐蝕,如果腐蝕僅僅集中在金屬或設(shè)備的某些特定點域,并在點域形成向深處發(fā)展的腐蝕小坑,而金屬其他大部分表面仍保持鈍性的腐蝕現(xiàn)象,稱為點腐蝕。點蝕多發(fā)生在表面生成氧化膜或鈍化膜的金屬材料(如不銹鋼等)上。
對于不銹鋼,除了電化學(xué)法(GB/T )測量試樣的不銹鋼點蝕點位外,常采用三氯化鐵溶液進行點腐蝕加速試驗(GB/T 、ASTM G48-11(2020)e1)進行測試。
涉及測試:點腐蝕
4.晶間腐蝕
晶間腐蝕是局部腐蝕的一種。沿著金屬晶粒間的分界面向內(nèi)部擴展的腐蝕。主要由于晶粒表面和內(nèi)部間化學(xué)成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應(yīng)力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合,大大降低金屬的機械強度。而且腐蝕發(fā)生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤,看不出被破壞的跡象,但晶粒間結(jié)合力顯著減弱,力學(xué)性能惡化,不能經(jīng)受敲擊,所以是一種很危險的腐蝕。通常出現(xiàn)于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。
常用的鐵素體不銹鋼、鐵素體-奧氏體不銹鋼(雙相不銹鋼)試驗方法(GB/T 4334-2020)有多種,根據(jù)鋼種及實際需要,選擇合適的試驗方法。
涉及測試:點腐蝕試驗
5.縫隙腐蝕
縫隙腐蝕是在電介質(zhì)溶液中( 特別是含有鹵素離子的介質(zhì)), 在金屬與金屬或非金屬表面之間狹窄的縫隙內(nèi),由于溶液的移動收到阻滯,在縫隙內(nèi)溶液中氧耗竭后,氯離子即從縫隙外向縫隙內(nèi)遷移,又由于金屬氯化物的水解自催化酸化過程, 導(dǎo)致鈍化膜的破裂, 因而產(chǎn)生與自催化點腐蝕相類似的局部腐蝕。凡是依靠氧化膜或鈍化層抗腐蝕的金屬特別易發(fā)生這種腐蝕。它可能破壞機械連接的整體性和密封性,造成設(shè)備運行失;蚴В踔潦鹿?p隙腐蝕通常發(fā)生在一些電解質(zhì)溶液( 特別是含有鹵素離子時) 停滯的縫隙中或屏蔽的表面內(nèi),在通用機械設(shè)備中,法蘭的連接處,與鉚釘、螺栓、墊片、墊圈(尤其是橡膠墊圈)、 閥座、松動的表面沉積物以及附著的海洋生物等相接觸處。
不銹鋼及含鉻的鎳基合金常采用三氯化鐵溶液中進行試驗(GB/T 10127-2002、ASTM G48-11(2020)e1)
涉及測試:縫隙腐蝕試驗
6.應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕是指在拉應(yīng)力作用下,金屬在腐蝕介質(zhì)中引起的破壞(應(yīng)力+腐蝕)。這種在應(yīng)力腐蝕作用下導(dǎo)致材料的開裂稱為應(yīng)力腐蝕開裂,這種腐蝕一般均穿過晶粒,即所謂穿晶腐蝕。常出現(xiàn)于鍋爐用鋼、黃銅、高強度鋁合金和不銹鋼中,凝汽器管、礦山用鋼索、飛機緊急剎車用高壓氣瓶內(nèi)壁,導(dǎo)致設(shè)備及零件失效。應(yīng)力腐蝕開裂在極低的負(fù)荷應(yīng)力下也能產(chǎn)生開裂,其全面腐蝕常常很輕,而且沒有變形預(yù)兆,即發(fā)生突然斷裂,應(yīng)力腐蝕是工業(yè)生產(chǎn)中危害性的一種惡性腐蝕類型。
涉及測試:應(yīng)力腐蝕試驗