第5章局部腐蝕試驗(yàn)方法

1、第5章 局部腐蝕試驗(yàn)方法第5章 局部腐蝕試驗(yàn)方法n1.孔蝕試驗(yàn)n2.縫隙腐蝕試驗(yàn)n3.電偶腐蝕試驗(yàn)n4.應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)n5.腐蝕疲勞試驗(yàn)n6.晶間腐蝕試驗(yàn)1 孔蝕試驗(yàn)n孔蝕的概述n孔蝕又稱為點(diǎn)蝕。孔蝕是在金屬表面上產(chǎn)生小孔的一種極為局部的腐蝕形態(tài)。n這種孔的直徑可大可小，但在大多數(shù)情況下都比較小。n有些蝕孔弧立地存在；有些蝕孔則緊湊在一起，看去象一片粗糙的表面。n一般蝕孔可以描述為直徑等于或小于其深度的洞穴。Multielectrode Array Sensor (MAS) in Process Stream of Chemical PlantMaximum penetration rate:

2、149 mil/yr (3.73 mm/yr)Before cleaningCoupon tests showed 100 to 200 mil/yr (2.5 to 5 mm/yr) pitting rateAfter cleaningDorsey, et al, CORROSION/2004, paper # 04077, 2004n孔蝕是破壞性和隱患性最大的腐蝕形態(tài)之一。經(jīng)常會在突然之間，設(shè)備發(fā)生穿孔，使人措手不及。n設(shè)備穿孔破壞，而這時(shí)的失重僅占整體結(jié)構(gòu)很小的百分?jǐn)?shù)。n檢查困難：因?yàn)槲g孔小，常被腐蝕產(chǎn)物或沉積物覆蓋。n定量測量和比較孔蝕程度也較困難，因?yàn)樵谕瑯拥膶?shí)驗(yàn)條件下，產(chǎn)生蝕孔的深

3、度和數(shù)目并不相同。n實(shí)際應(yīng)用中，蝕孔出現(xiàn)有時(shí)需要一個(gè)長時(shí)間幾個(gè)月或者一年?？孜g機(jī)理n孔蝕是金屬溶解的一種獨(dú)特形態(tài)。n蝕孔中的陽極溶解是一種自催化過程。n金屬M(fèi)，例如鐵在蝕孔內(nèi)的迅速溶解，生成金屬離子M2+，引起蝕孔內(nèi)產(chǎn)生過量的正電荷，結(jié)果使氯離子遷入蝕孔以維持蝕孔內(nèi)溶液的電中性。因此，蝕孔內(nèi)會有高濃度的MCl2。MCl2水解的結(jié)果，產(chǎn)生高濃度的H+和Cl- ： MCl2+2H2OM(OH)2+2H+2Cl- 孔蝕的形成可分為引發(fā)和成長(發(fā)展)兩個(gè)階段?？孜g的引發(fā)孔蝕的引發(fā)在鈍態(tài)金屬表面上，蝕孔優(yōu)先在一些敏感位置上形成，這些敏感位置(即腐蝕活性點(diǎn))包括： 晶界(特別是有碳化物析出的晶界)，晶格缺

4、陷 。非金屬夾雜，特別是硫化物,如FeS、MnS，是最為敏感的活性點(diǎn)。 (1)鈍化膜的薄弱點(diǎn)(如位錯(cuò)露頭、劃傷等)。Fe2+CC間或有間或有C結(jié)晶結(jié)晶含含的酸性的酸性氯化物溶液氯化物溶液（）（）多孔銹層多孔銹層 中性充氣氯化鈉溶液中性充氣氯化鈉溶液 因析氫而將銹層沖破因析氫而將銹層沖破 起源于硫化物夾雜的碳鋼孔蝕機(jī)理示意圖起源于硫化物夾雜的碳鋼孔蝕機(jī)理示意圖根據(jù)根據(jù)蝕孔的生長蝕孔的生長n 氫離子和氯離子都能促進(jìn)大多數(shù)金屬和合金的溶解，并且整個(gè)過程隨時(shí)間而加速。n由于氧在蝕孔溶液中的濃度實(shí)際等于零，所以蝕孔內(nèi)不存在氧的陰極還原過程。溶解氧是在蝕孔附近的表面上進(jìn)行陰極反應(yīng)，故這部分表面不受腐蝕。也

5、就是說，孔蝕使蝕孔之外的金屬表面受到陰極保護(hù)，而使蝕孔之內(nèi)的金屬表面不斷溶解而被腐蝕。 綜上所述，蝕孔生長的機(jī)理和縫隙腐蝕的機(jī)理實(shí)質(zhì)上是相同的。孔蝕是縫隙腐蝕的一種自身誘發(fā)的腐蝕形態(tài)即它不需一條縫隙，它自己創(chuàng)造蝕孔。n蝕孔通常往重力方向增長 一般蝕孔需要幾個(gè)月或幾年才穿透金屬。通常在出現(xiàn)可以看到的蝕孔之前，需要一段很長的孕育期。這段時(shí)間由數(shù)月到數(shù)年，它取決于金屬和腐蝕介質(zhì)的種類。然而一旦開始，蝕孔就以不斷增長的速度穿透金屬。 早期點(diǎn)蝕 破壞性點(diǎn)蝕1.孔蝕試驗(yàn)1.1化學(xué)浸泡試驗(yàn)方法1.2電化學(xué)試驗(yàn)方法1.3 現(xiàn)場試驗(yàn)方法1.1化學(xué)浸泡試驗(yàn)方法1.1.1 三氯化鐵試驗(yàn)法1.1.2 其它溶液的孔蝕浸

6、泡試驗(yàn)1.1.3 孔蝕檢查與評定1.1.1三氯化鐵試驗(yàn)法n檢驗(yàn)不銹鋼及含鉻的鎳基合金在氧化性的氯化物介質(zhì)中的耐孔蝕性能；n研究合金元素、熱處理和表面狀態(tài)等對上述合金耐孔蝕性能的影響。n美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)n日本JIS標(biāo)準(zhǔn)n中國GB4334.7-843個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表1 三氯化鐵孔蝕試驗(yàn)法主要技術(shù)條件的比較序號技術(shù)條件GB 4334.784ASTM G4876JIS G0578811試驗(yàn)溶液6FeCl3+0.05M HCl6FeCl36FeCl3+0.05M HCl2試驗(yàn)溫度351，501222，502351，5013試驗(yàn)時(shí)間24h72h24h4試樣（1）尺寸10cm2以上5025mm10cm2以上（2）研

7、磨240號砂紙120號砂紙320號砂紙51cm2試樣對應(yīng)的溶液量20ml20ml20ml6試樣位置水平傾斜水平7耐孔蝕性能判據(jù)腐蝕率腐蝕率，孔蝕特征數(shù)據(jù)腐蝕率1.1.2其它溶液的孔蝕浸泡試驗(yàn)n這類試驗(yàn)溶液首先要求其中含有侵蝕性陰離子（如氯離子），以使鈍化膜局部活化；此外還應(yīng)含有促進(jìn)孔蝕穩(wěn)定發(fā)展的氧化劑，以其高氧化還原電位促進(jìn)使材料發(fā)生孔蝕。n氯離子使最常用的侵蝕性陰離子，在試驗(yàn)溶液中的氯離子濃度應(yīng)高于誘發(fā)孔蝕所需的最低臨界濃度。n孔蝕浸泡試驗(yàn)溶液中的氧化劑通常具有較高的氧化還原電位，常用的氧化劑有Fe3、Cu2、Hg2、MnO4、H2O2等。n選用不同的氧化劑示將呈現(xiàn)不同的氧化還原電位，因此應(yīng)

8、謹(jǐn)慎選擇氧化劑的 種類和數(shù)量。n化學(xué)浸泡的孔蝕試驗(yàn)溶液種類較多，采用的氧化劑也不同。1.1.3 孔蝕檢查與評定n表觀檢查：n嚴(yán)重程度、測定蝕孔的尺寸、形狀和密度n美國ASTM G46標(biāo)準(zhǔn)中對孔蝕的密度、大小和深度進(jìn)行了分級，給出了標(biāo)準(zhǔn)樣圖n根據(jù)試驗(yàn)要求可分別采用金相檢測和無損檢測。n為進(jìn)一步測定孔蝕嚴(yán)重程度，還可進(jìn)行失重測量和孔蝕深度測量（一定面積內(nèi)10個(gè)最深孔的平均孔蝕深度和最大孔蝕深度）。n也可采用孔蝕系數(shù)表征孔蝕嚴(yán)重程度。n還可采用一些統(tǒng)計(jì)分析方法來評價(jià)孔蝕程度。1.2電化學(xué)試驗(yàn)方法孔蝕電位Eb和保護(hù)電位Ep是表征金屬材料孔蝕敏感性的兩個(gè)基本電化學(xué)參數(shù)，它們把具有活化鈍化轉(zhuǎn)變行為的陽極極

9、化曲線劃分為三個(gè)區(qū)段。n（1）EEb將形成新的孔蝕，已有孔蝕繼續(xù)長大；n（2）EbEEp,不會形成新孔蝕，但原有孔蝕將繼續(xù)發(fā)展長大；n（3）E Ep，原有蝕孔再鈍化而不再發(fā)展，也不會形成新蝕孔lgiEpEbE測量孔蝕電位和保護(hù)電位的方法，常采用通常測量極化曲線的方法：1.2.1控制電位法1.2.2控制電流法1.2.1控制電位法n即通常所說恒電位法。n采用連續(xù)掃描動電位法，以某個(gè)規(guī)定的速度連續(xù)改變電位（常以三角波電位掃描），相應(yīng)測定陽極極化曲線。n在析氧電位以下由于孔蝕而使電流密度急劇上升的電位稱為孔蝕電位Eb；n當(dāng)電流密度達(dá)1mA/cm2時(shí)反向改變電位掃描方向，逆向極化曲線與正向極化曲線相交點(diǎn)

10、（或電流降至零）所對應(yīng)的電位即為保護(hù)電位Ep。n我國已經(jīng)制定了不銹鋼孔蝕電位的標(biāo)準(zhǔn)GB 4334.9-84，相應(yīng)的美國、日本標(biāo)準(zhǔn)是ASTM G61-78和JIS G0577-1981金屬和合金的腐蝕金屬和合金的腐蝕 點(diǎn)蝕評定方法點(diǎn)蝕評定方法GB/T 18590-2001 序號技術(shù)條件GB 4334.984JIS G05781981ASTM G61781試驗(yàn)溶液3.5NaCl3.5NaCl3.5NaCl2試驗(yàn)溫度3013012513試樣涂覆型和嵌埋型，硝酸預(yù)鈍化涂覆型和嵌埋型，硝酸預(yù)鈍化圓片，聚四氟乙烯壓合裝配支架4試樣初磨濕磨到600號砂紙磨到JISR6252或6253號的600號砂紙濕磨到6

11、00號砂紙5試樣終磨_磨到JISR6252或6253號的800號砂紙_6掃描速度20mV/min20mV/min20mV/min7耐孔蝕性能判據(jù) Eb、Eb10、Eb100Vc10或Vc100電流快速增加的電位表2 有關(guān)國家的電化學(xué)孔蝕試驗(yàn)方法的主要技術(shù)條件比較1.2.2控制電流法n類似于用控制電位法測量極化曲線，以確定Eb和Ep，控制電流法也可以采用連續(xù)掃描動電流法、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法和穩(wěn)態(tài)法。n連續(xù)掃描動電流法測定陽極極化曲線,確定的Eb和Ep與電流有關(guān)。1.3 現(xiàn)場試驗(yàn)方法n方法：在試驗(yàn)過程的不同時(shí)刻取出一批試片，以其最大孔蝕深度對時(shí)間作圖，并通過數(shù)學(xué)分析找出它們之間的相關(guān)性（關(guān)系式），據(jù)此可比較

12、孔蝕發(fā)展速度。n為使結(jié)果可靠，試片的面積應(yīng)盡可能大一些，每批次取出的試片也要盡可能多一些。試片實(shí)際工況介質(zhì)測定材料表面發(fā)生孔蝕的幾率測定孔蝕發(fā)展速度2.縫隙腐蝕試驗(yàn)n 2.1化學(xué)浸泡試驗(yàn)方法n 2.2電化學(xué)測試方法n縫隙腐蝕在電解液中，金屬與金屬或金屬與非金屬表面之間構(gòu)成狹窄的縫隙，縫隙內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的移動受到了阻滯，形成濃差電池，從而產(chǎn)生局部腐蝕，這種腐蝕被稱為縫隙腐蝕。n縫隙腐蝕常發(fā)生在設(shè)備中法蘭的連接處，墊圈、襯板、纏繞與金屬重疊處，它可以在不同的金屬和不同的腐蝕介質(zhì)中出現(xiàn)，從而給生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重障礙，甚至發(fā)生破壞事故。n介質(zhì)中，氧氣濃度增加，縫隙腐蝕量增加；PH值減小，陽極溶解速

13、度增加，縫隙腐蝕量也增加；活性陰離子的濃度增加，縫隙腐蝕敏感性升高。但是，某些含氧陰離子的增加會減小縫隙腐蝕量。 2.1化學(xué)浸泡試驗(yàn)設(shè)計(jì)人造縫隙選取腐蝕介質(zhì)多種形式評價(jià)：質(zhì)量損失、腐蝕深度n合理設(shè)計(jì)縫隙試樣是決定試驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵多縫隙腐蝕試驗(yàn)2.1化學(xué)浸泡試驗(yàn)方法n三氯化鐵溶液的縫隙腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（ASTM G48），指定用于確定不銹鋼、含鉻的鎳基合金等在氧化性含氯離子介質(zhì)中對縫隙腐蝕的相對耐蝕性，也可以用于確定合金元素、熱處理及表面精整等因素對合金縫隙腐蝕敏感性的影響。n人工縫隙試樣有多種設(shè)計(jì)構(gòu)型。n楔形、矩形、多縫隙試樣等三氯化鐵溶液的縫隙腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) (ASTM G48)n適用對

14、象：不銹鋼、含Cr鎳基合金n試樣尺寸：2550mm，厚度自選；n兩側(cè)用聚四氟乙烯圓柱夾住，低硫膠帶十字形捆號n6FeCl3溶液中n22或50 n72hn評價(jià)：目檢、照相、稱量質(zhì)量n縫隙腐蝕試驗(yàn)結(jié)果分散度大，其原因之一是縫隙幾何形狀重現(xiàn)性差。n多縫隙試樣可在統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)上評定材料對縫隙腐蝕的相對敏感性。2.2電化學(xué)測試方法n以某些電化學(xué)參數(shù)作為判據(jù)，以比較金屬材料對縫隙腐蝕的相對敏感性。一般說來，電化學(xué)測試方法可縮短縫隙腐蝕的誘導(dǎo)期而達(dá)到加速腐蝕試驗(yàn)的目的。nWilde提出用孔蝕電位Eb和保護(hù)電位Ep之差值表征材料的縫隙腐蝕敏感性，即此值越大，材料的縫隙腐蝕敏感性越大。nASTM G61標(biāo)準(zhǔn)用于評

15、定鐵基、鎳基和鈷基合金的縫隙腐蝕敏感性。nGB/T 13671-1992不銹鋼縫隙腐蝕電化學(xué)試驗(yàn)方法 電化學(xué)測試方法（ASTM G61標(biāo)準(zhǔn)方法）適用對象：鐵基、鎳基、和鋁基合金試驗(yàn)條件：16mm電極、用墊片/支架構(gòu)成縫隙3.5%NaCl溶液1h自然腐蝕測循環(huán)陽極極化曲線掃速0.6v/h，回掃電流5mA評價(jià)：滯后環(huán)面積比較材料 的相對耐蝕性n去鈍化pH值：以“去鈍化pH值”作為評定材料縫隙腐蝕敏感性的依據(jù)。在pH值遞減的不同溶液中測定材料的陽極極化曲線，直至出現(xiàn)陽極峰，此值稱為“去鈍化pH值”。此值越小，縫隙腐蝕敏感性越小。nASTM F746 推薦的方法是用于測定外科植入金屬材料耐孔蝕和縫隙腐

16、蝕的能力，并可用于相對比較材料耐局部腐蝕的性能。3.電偶腐蝕試驗(yàn)n3.1 電位測量n3. 2 極化測量n3. 3 電偶電流測量n3. 4 暴露試驗(yàn)電偶腐蝕（接觸腐蝕、異金屬腐蝕）n當(dāng)兩種金屬或合金相接觸，在溶液中可以發(fā)現(xiàn)在該液中電位較負(fù)的金屬腐蝕速度加大，而電位較正的金屬受到保護(hù)，這種現(xiàn)象就是電偶腐蝕。 電動序（標(biāo)準(zhǔn)電位序） 電偶序（非平衡電位）電動序或電偶序都只能反應(yīng)一個(gè)腐蝕傾向，不能表示出實(shí)際的腐蝕速度。 有時(shí)某些金屬在具體介質(zhì)中雙方電位可以發(fā)生逆轉(zhuǎn)。鋁和鎂在中性氯化鈉溶液中接觸，開始鋁比鎂電位正，鎂發(fā)生溶解鎂溶解使溶液變?yōu)閴A性，電位發(fā)生逆轉(zhuǎn)，鋁變成陽極按金屬元素標(biāo)準(zhǔn)電極電位高低排列成的次

17、序表。是實(shí)用金屬和合金在具體使用介質(zhì)中的電位排列次序表。3.1 電位測量n電偶對中各種金屬材料的自然腐蝕電位測量n偶對金屬的電位差測量n金屬偶接后的電偶電位（Eg）測量EEK2EgEK1t測定參數(shù)： EK2 、 Eg 、 EK1 Et給出信息：驅(qū)動力 極性 控制過程 電位測量3. 2 極化測量n電偶電位：偶接后混合電位n電偶電位與各陽極極化曲線的塔菲爾外延線相交點(diǎn)所對應(yīng)的電流密度，即為金屬偶接后新的腐蝕速度，并可據(jù)此預(yù)測金屬耦接對腐蝕速度的影響。用極化曲線預(yù)測電偶腐蝕行為的示意圖3. 3 電偶電流測量n電偶電流：兩種金屬在電解質(zhì)溶液中耦接后，便有電流從一種金屬流向另一種金屬，稱為電偶電流。tI

18、gI0測定參數(shù)： Ig , Igt給出信息：電偶腐蝕程度及其變化評價(jià)最佳偶對配伍和保護(hù)措施的有效性，指示極性改變測定電偶電流的方法n手動調(diào)零平衡的零電阻電流計(jì)法n自動瞬時(shí)調(diào)零平衡的零阻電流計(jì)法n恒電位儀用作零電阻電流計(jì)法n使用運(yùn)算放大器的零電阻電流計(jì)3. 4暴露試驗(yàn)n常用電偶腐蝕試驗(yàn)方法之一。n大氣電偶暴露試驗(yàn)nISO和ASTM（美國材料試驗(yàn)協(xié)會）n陰、陽極板狀金屬用螺栓聯(lián)結(jié)n暴露后可用失重和抗拉強(qiáng)度降低評價(jià)電偶作用ISO大氣電偶腐蝕標(biāo)準(zhǔn)方法的試樣ASTM大氣腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試樣CLIMAT大氣電偶腐蝕試樣4. 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)n 4.1 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)的目的和主要途徑n 4.2 SCC 試樣n 4.3

19、 SCC試驗(yàn)加載系統(tǒng)n 4.4 SCC試驗(yàn)環(huán)境介質(zhì)n 4.5 試驗(yàn)與評定4.1 概述： 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)的目的n所有應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)的目的都是測定金屬材料在指定應(yīng)用環(huán)境中的抗應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）的性能和行為。n為選材和研制新合金服務(wù)n確定構(gòu)件臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)力場因子n測定scc裂紋擴(kuò)展速率,提供構(gòu)件安全運(yùn)行參數(shù)n確定材料使用范圍n確定防護(hù)措施的有效性n追查構(gòu)件發(fā)生SCC破壞的原因n研究SCC發(fā)生和發(fā)展過程和機(jī)理核電反應(yīng)堆殼 SCC in Alloy 0013CrNi5Mo應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)的主要途徑n增加環(huán)境介質(zhì)的腐蝕性n(如改變濃度、溫度、壓力和pH值等）n提高試驗(yàn)的加載應(yīng)力n（如缺口試樣、預(yù)制裂紋試樣

20、和慢應(yīng)變速率拉伸加載等）n利用電化學(xué)極化方法加速SCC過程4.2 SCC 試樣n 4.2.1 光滑試樣n 4.2.2 缺口試樣n 4.2.3 預(yù)裂紋試樣SCC試樣試樣光滑試樣其他（O形環(huán)和音叉）U形彎曲試樣C形環(huán)試樣彎梁試樣直接拉伸試樣缺口試樣預(yù)制裂紋試樣恒矩梁雙彎梁四支點(diǎn)三支點(diǎn)兩支點(diǎn)試樣恒變形彎粱加載試樣恒載荷試樣恒矩梁試驗(yàn)裝置C形環(huán)試樣U形彎曲試樣音叉試樣缺口試樣模擬宏觀裂紋和加工缺口效應(yīng)優(yōu)點(diǎn):縮短孕育期 將SCC限定于缺口區(qū) 改善數(shù)據(jù)重現(xiàn)性 便于測量某些參數(shù)，如da/dt缺口試樣帶缺口的c形環(huán)試樣帶缺口的拉伸試樣缺口試樣預(yù)裂紋試樣4.3 SCC試驗(yàn)加載系統(tǒng)n 4.3.1 恒載荷系統(tǒng)n 4

21、.3.2 恒變形系統(tǒng)n 4.3.3 慢應(yīng)變速率加載系統(tǒng)（1）恒載荷系統(tǒng)模擬工作應(yīng)力或加工應(yīng)力加載方式彎梁加載拉伸環(huán)加載彈簧加載杠桿系統(tǒng)加載直接拉伸懸臂梁加載問題：裂紋導(dǎo)致橫截面積減小, ,過早斷裂恒載荷增k試樣和懸臂梁裝置（2）恒變形系統(tǒng) 通過拉伸或彎曲使試樣變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力，利用剛性框架維持變形，或直接采用加力框架，以保持變形恒定，往往用于模擬加工制造應(yīng)力狀態(tài)n優(yōu)點(diǎn)：簡單、經(jīng)濟(jì)、試樣緊湊、可在有限空間進(jìn)行成批試驗(yàn)n缺點(diǎn)：不能準(zhǔn)確測定應(yīng)力值，平行試樣應(yīng)力不能嚴(yán)格一致 裂紋發(fā)生后會引起應(yīng)力松弛裂紋發(fā)展放慢或停止 為確定裂紋最初出現(xiàn)時(shí)間，需中斷試驗(yàn)觀察（3）慢應(yīng)變速率加載系統(tǒng)試樣卡頭以恒定、緩慢的

22、速度L/t 位移，將載荷施加到處于腐蝕介質(zhì)中的試樣上，以強(qiáng)化應(yīng)變和加速scc的發(fā)生、發(fā)展應(yīng)變速率具有選擇性: 10-410-7S-1可用單軸拉伸和懸臂梁加載系統(tǒng)加載方式模擬狀態(tài)特點(diǎn)恒載荷恒定載荷工程構(gòu)件的工作應(yīng)力或加工應(yīng)力簡單、容易操作，試樣壽命短，臨界應(yīng)力低恒變形保持試樣變形恒定工程構(gòu)件的加工制造應(yīng)力狀態(tài)影響試樣的斷裂時(shí)間，有可能不斷慢應(yīng)變速率恒定緩慢的速度施加載荷加速的SCC試驗(yàn)方法復(fù)雜、加速SCC試驗(yàn)加載系統(tǒng)比較4.4 SCC試驗(yàn)環(huán)境介質(zhì)n沸騰氯化鎂溶液試驗(yàn) 檢測不銹鋼及有關(guān)合金的scc敏感性n3.5%NaCl溶液間浸試驗(yàn) 檢驗(yàn)鋁合金和鐵基合金的SCC敏感性n連多硫酸溶液試驗(yàn) 測定不銹鋼

23、和其他材料對沿晶四次參的相對敏感性nMattson溶液試驗(yàn) 評定銅鋅合金對SCC的敏感性介質(zhì)引入到試樣的方式：全浸、間浸、噴霧、燈心虹吸4.5 試驗(yàn)與評定 4.5.1 SCC試驗(yàn)n試樣選型、加載方式、腐蝕介質(zhì)三要素n除此試驗(yàn)機(jī)、試驗(yàn)池n試樣表面狀態(tài)對引發(fā)SCC的初始過程有明顯影響n加入腐蝕介質(zhì)的次序也影響試驗(yàn)結(jié)果n選擇恰當(dāng)周期關(guān)系重大n輔以電化學(xué)極化和進(jìn)行電化學(xué)測量可以獲得許多重要的信息。4.5.2 SCC評定主要數(shù)據(jù)類型相關(guān)因素 scc 或 KISCC應(yīng)力場強(qiáng)度因子 tF曲線斷裂壽命 tF顯微組織裂紋擴(kuò)展da/dt聲發(fā)射信號敏感電位范圍輔助手段：金相觀察 斷口分析 SEMda/dtSSRT試

24、驗(yàn)結(jié)果評定測定曲線，與不發(fā)生SCC的曲線比較惰性介質(zhì)中（如油）沒有應(yīng)力腐蝕敏感性但在腐蝕性介質(zhì)中可發(fā)現(xiàn)max 下降載荷延伸率曲線的面積下降腐蝕體系對SCC敏感應(yīng)表現(xiàn)為： max 曲線下面積A 裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力場強(qiáng)度因子關(guān)系 te/t0最大應(yīng)力下降斷面收縮率下降歸一化處理后的斷裂時(shí)間比減小載荷延伸率曲線的面積下降延伸率下降裂紋擴(kuò)展速率上升5.腐蝕疲勞試驗(yàn)n 5.1 概述n 5.2 CFC試驗(yàn)加載系統(tǒng)n 5.3 CFC試驗(yàn)的腐蝕介質(zhì)引入法n 5.4試驗(yàn)與評定n1952年年1月月10日，英國日，英國“彗星彗星”號客機(jī)號客機(jī)發(fā)生震驚世界的空難，人們在調(diào)查中發(fā)發(fā)生震驚世界的空難，人們在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)了

25、“金屬的腐蝕疲勞金屬的腐蝕疲勞”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。5.1腐蝕疲勞試驗(yàn) 概述n定義：交變應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用引起的材料破壞稱為 腐蝕疲勞開裂（CFC）。n 目的：（1）材料在指定腐蝕介質(zhì)中，于規(guī)定應(yīng)力幅度的交變應(yīng)力作用下，相對比較其CFC敏感性、行為規(guī)律與性能；（2）測定材料在指定環(huán)境介質(zhì)中的腐蝕疲勞壽命曲線（SN）曲線；（3）測定材料在指定環(huán)境介質(zhì)中的腐蝕疲勞臨界應(yīng)力場強(qiáng)度幅值，或臨界腐蝕疲勞極限應(yīng)力；（4）測定材料在指定環(huán)境中，于特定應(yīng)力幅值下的裂紋擴(kuò)展速率da/dN或da/dNK曲線；（5）評價(jià)緩蝕劑等各種腐蝕疲勞防護(hù)措施的效果；（6）確定影響CFC裂紋擴(kuò)展各因素的作用規(guī)律及研究CFC機(jī)理。5

26、.2 CFC試驗(yàn)加載系統(tǒng)nA 單軸拉壓或拉拉往復(fù)加載nB 往復(fù)彎曲加載nC 旋轉(zhuǎn)彎曲加載nD 扭轉(zhuǎn)彎曲加載nE 應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)模擬加載nF 超聲疲勞試驗(yàn)平板反復(fù)彎曲加載四點(diǎn)反復(fù)彎曲加載回轉(zhuǎn)彎曲腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置5.3 CFC試驗(yàn)的腐蝕介質(zhì)引入法na 浸泡法nb捆扎法nc燈芯法nd液滴法nE噴霧法5.4試驗(yàn)與評定n試驗(yàn)裝置復(fù)雜，試驗(yàn)時(shí)間長，因此要求設(shè)計(jì)要格外周詳。n評定：n一般用CFC試樣斷裂時(shí)的交變應(yīng)力循環(huán)周次Nf來表示腐蝕疲勞斷裂壽命。n人為規(guī)定用某個(gè)指定的Nf（常用107周次）來確定所謂的腐蝕疲勞極限。評定方法Nf:斷裂時(shí)的交變應(yīng)力循環(huán)周期（斷裂壽命）th :指定循環(huán)周次（常用107）所對應(yīng)的應(yīng)力幅值 th（疲勞極限）-N 曲線不能用來估計(jì)是機(jī)構(gòu)間平均壽命(Nf與da/dN 有關(guān)，而 da/dN又取決于k)Nf = Ni + Np應(yīng)力斷裂力學(xué)，可以計(jì)算Np利用預(yù)制裂紋試樣做出kI- da/dN曲線k應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值k應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值典型曲線的三個(gè)階段 低速段，da/dN 10-5mm/周 k10-3mm/周 一般可根據(jù)估算 Np6.晶間腐蝕什么是晶間腐蝕？金屬材料屬多晶材料，因此存在晶界金屬在腐蝕介質(zhì)中晶界附近區(qū)域比晶粒本體腐蝕速度快。晶間腐蝕晶間腐蝕是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中，沿著材料的晶粒間界受到腐蝕，使晶粒之間喪失結(jié)合力的一種局部