CN103630485A

CN103630485A - 恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法及其设备

Info

Publication number: CN103630485A
Application number: CN201310686376.8A
Authority: CN
Inventors: 张万灵; 李立军; 刘建容; 黄先球
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103630485B

Abstract

本发明公开了一种恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验设备，它包括盐雾试验箱、设置在盐雾试验箱内的试验台和控温系统，它还包括拉力系统、固定在试验台上的多个第一试样夹头、与拉力系统的拉杆固定连接的多个第二试样夹头，其中，所述每个第一试样夹头与对应的第二试样夹头分别用来固定作为平行样的试样的两端。本发明通过在金属板材盐雾腐蚀试验的喷雾过程中对金属板材施加恒定的拉力，使得金属板材在盐雾腐蚀试验过程中更接近材料的实际服役状态，增加了金属板材盐雾腐蚀试验的准确性。

Description

恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法及其设备

技术领域

本发明涉及金属材料盐雾腐蚀实验技术领域，具体涉及一种恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法及其设备。

技术背景

盐雾腐蚀实验是用来评定金属材料耐腐蚀性能的一种常用实验方法，现有的盐雾腐蚀实验中被测试样全部处于非受力状态之下，这与被测试样的实际服役状态相差甚远，不能准确的评价被测材料的耐盐雾腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法及其设备，该方法和设备使被测试样在盐雾腐蚀试验时更接近于材料实际服役的状态，从而使被测材料的盐雾腐蚀试验结果更加准确。

为实现此目的，本发明所设计的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：对待测金属板进行取样从而得到试样，该试样片数≥四片，将其中的一片试样作为空白样，将其余试样作为腐蚀试验的平行样，取样过程中对于板厚小于4mm的金属板，取全厚度试样；对于板厚大于4mm的钢板，取样厚度为4mm；

步骤2：首先用清洗剂或脱脂剂对所有试样进行清洗，接着用自来水冲洗，再用去离子水漂洗，然后置于无水酒精中，取出后进行干燥处理，并放置到室温再对各个试样分别进行称重，同时测量作为平行样的各个试样腐蚀曝露部分的面积；

步骤3：在盐雾试验箱内设置试验台，将多个第一试样夹头定位在试验台上，将作为平行样的各个试样的一端固定在对应的第一试样夹头上，将作为平行样的各个试样的另一端通过对应的第二试样夹头连接拉力系统，拉力系统对作为平行样的各个试样分别施加相同的恒定拉力，此时，用质量百分比浓度为4.5%～5.5%，pH范围为6.5～7.5的NaCl溶液对设置在盐雾试验箱内所有作为平行样的试样进行一定时间的喷雾；

步骤4：在步骤3进行的同时，将作为空白样的试样放置在盐雾试验箱外，所述作为空白样的试样放置在盐雾试验箱外的时间与步骤3中的喷雾时间相等；

步骤5：在盐雾试验箱内的喷雾结束后对所有试样进行除锈处理，并对除锈后的各个试样进行称重；

步骤6：通过如下公式计算得到作为平行样的每个试样的腐蚀速率R，

R = \frac{8.76 \times 10^{7} \times (M - M_{1} - M_{k})}{STD}

其中，M为步骤2中称重得到的作为平行样的对应试样的重量，M₁为步骤5中称重得到的作为平行样的对应试样的重量，M_k为作为空白样的试样的失重即步骤2中称重得到的作为空白样的试样的重量减去步骤5中称重得到的作为空白样的试样的重量，S为步骤2中测量的作为平行样的对应试样的腐蚀曝露部分的面积，T为步骤3中进行喷雾的时间，D为待测金属板的密度；

将所有作为平行样的试样的腐蚀速率R相加再除以作为平行样的试样的个数，求得作为平行样的试样的平均腐蚀速率。

上述技术方案中，观察步骤3中作为平行样的试样的状态，当观察到作为平行样的试样受腐蚀而发生断裂时，记录下开始喷雾到作为平行样的试样发生断裂的时间。

所述拉力系统对作为平行样的各个试样分别施加的恒定拉力为轴向拉力，作为平行样的试样与试验台的垂直方向呈15°～25°的夹角。

所述盐雾试验箱在进行喷雾操作时盐雾试验箱内的温度范围为33℃～37℃。

所述NaCl溶液喷雾的沉降速度为：直径为10cm的惰性材料收集器，经24小时喷雾后，惰性材料收集器收集的速率为1～2ml/h。

所述惰性材料收集器收集到的NaCl溶液的质量百分比浓度为4.5%～5.5%，pH值范围为6.5～7.2。

所述作为平行样的试样的腐蚀曝露部分面积为作为平行样的试样的平行部表面积，作为平行样的试样的非腐蚀曝露部分用耐蚀的绝缘材料进行密封。

所述步骤3中的NaCl溶液通过盐酸或氢氧化钠调整pH值，将NaCl溶液的pH值调整到6.5～7.5。

一种恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验设备，它包括盐雾试验箱、设置在盐雾试验箱内的试验台和控温系统，其特征在于：它还包括拉力系统、固定在试验台上的多个第一试样夹头、与拉力系统的拉杆固定连接的多个第二试样夹头，其中，所述每个第一试样夹头与对应的第二试样夹头分别用来固定作为平行样的试样的两端。

所述设置在每个第一试样夹头与对应的第二试样夹头之间的作为平行样的试样与试验台的垂直方向呈15°～25°的夹角。

本发明通过在金属板材盐雾腐蚀试验的喷雾过程中对作为平行样的金属板材试样施加恒定的拉力，使得作为平行样的金属板材试样在盐雾腐蚀试验过程中更接近材料的实际服役状态，增加了金属板材盐雾腐蚀试验的准确性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

其中，1—试验台、2—盐雾试验箱、3—拉力系统、4—第一试样夹头、5—第二试样夹头、6—拉杆、7—作为平行样的试样、7.1—平行部、8—控温系统。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1和图2所示的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验设备，它包括盐雾试验箱2、设置在盐雾试验箱2内的试验台1和控温系统8，其特征在于：它还包括拉力系统3、固定在试验台1上的多个第一试样夹头4、与拉力系统3的拉杆6固定连接的多个第二试样夹头5，其中，所述每个第一试样夹头4与对应的第二试样夹头5分别用来固定作为平行样的试样7的两端。所述盐雾试验箱2的材质应使用对盐雾呈隋性的材料，优选塑料制作。所述控温系统8应能保证试验对温度的要求，控温精度应在±2℃以内。

上述技术方案中，所述设置在每个第一试样夹头4与对应的第二试样夹头5之间的作为平行样的试样7与试验台1的垂直方向呈15°～25°的夹角。

一种恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，它包括如下步骤：

步骤1：对待测金属板（钢板）进行取样从而得到试样，该试样片数≥四片，将其中的一片试样作为空白样，将其余试样作为腐蚀试验的平行样，取样过程中对于板厚小于4mm的金属板，取全厚度试样；对于板厚大于4mm的钢板，取样厚度为4mm（取样位置及试样制备执行国家标准GB/T2975），试样为拉力样，试样的平行部7.1（即图1和图2中试样两端之间的部分）宽度为20mm，平行部长度不小于：平行部截面积的算术平方根×11.3+40mm，试样头部长、宽各30mm，其它要求执行国家标准GB/T228；

步骤2：首先用清洗剂（如去污粉）或脱脂剂（如氧化镁粉）对所有试样进行清洗，接着用自来水冲洗，再用去离子水漂洗，然后置于无水酒精中，取出后进行干燥处理，并贮于干燥器内，放置到室温再对各个试样分别进行称重，同时测量作为平行样的各个试样腐蚀曝露部分的面积；

步骤3：在盐雾试验箱2内设置试验台1，将多个第一试样夹头4定位在试验台1上，将作为平行样的各个试样的一端固定在对应的第一试样夹头4上，将作为平行样的各个试样的另一端通过对应的第二试样夹头5连接拉力系统3，拉力系统3对作为平行样的各个试样分别施加相同的恒定拉力，此时，用质量百分比浓度为4.5%～5.5%，pH范围为6.5～7.5的NaCl溶液对设置在盐雾试验箱2内所有作为平行样的试样进行一定时间的喷雾；上述恒定拉力与待测金属板实际工作时的受力情况一致，如使试样承受90%Rel（达到屈服强度的90%）；上述喷雾时间根据试验的要求自由设定，如可设定为喷雾10天～30天；

步骤4：在步骤3进行的同时，将作为空白样的试样放置在盐雾试验箱2外，所述作为空白样的试样放置在盐雾试验箱2外的时间与步骤3中的喷雾时间相等；

步骤5：在盐雾试验箱2内的喷雾结束后对所有试样进行除锈处理，并对除锈后的各个试样进行称重；

R = \frac{8.76 \times 10^{7} \times (M - M_{1} - M_{k})}{STD}

将所有作为平行样的试样的腐蚀速率R相加再除以作为平行样的试样的个数，求得作为平行样的试样的平均腐蚀速率。（腐蚀速率R越小，金属材料的耐蚀性越好。）上述技术方案通过作为空白样的试样的失重来修正金属板材盐雾腐蚀试验的实验结果，进一步增加了金属板材盐雾腐蚀试验的准确性。

上述技术方案中，观察步骤3中作为平行样的试样的状态，当观察到作为平行样的试样受腐蚀而发生断裂时，记录下开始喷雾到作为平行样的试样发生断裂的时间。金属材料的断裂时间越长说明耐蚀性越好。

上述技术方案中，所述拉力系统3对作为平行样的各个试样分别施加的恒定拉力为轴向拉力，所述作为平行样的试样与试验台1的垂直方向呈15°～25°的夹角。

上述技术方案中，所述盐雾试验箱2在进行喷雾操作时盐雾试验箱2内的温度范围为33℃～37℃。

上述技术方案中，所述NaCl溶液喷雾的沉降速度为：直径为10cm的惰性材料收集器，经24小时喷雾后，惰性材料收集器收集的速率为1～2ml/h（毫升/小时）。

上述技术方案中，所述惰性材料收集器收集到的NaCl溶液的质量百分比浓度为4.5%～5.5%，pH值范围为6.5～7.2（收集到的NaCl溶液，pH值的改变是由于腐蚀过程中铁离子的酸化作用造成的）。

上述技术方案中，所述作为平行样的试样的腐蚀曝露部分面积为作为平行样的试样的平行部7.1的表面积，作为平行样的试样的非腐蚀曝露部分用耐蚀的绝缘材料进行密封。

上述技术方案中，所述步骤3中的NaCl溶液通过盐酸或氢氧化钠调整pH值，将NaCl溶液的pH值调整到6.5～7.5。

本发明在进行尺寸测量和称重等操作时，必须使用干净无油污的测量工具，避免二次污染试样。为了保证测量精度本发明使用游标卡尺测量尺寸，使用数字分析天平称重，称量精度不小于±0.5mg。

上述技术方案中，对钢材以腐蚀速率R进行评定时，钢材的腐蚀速率越小说明耐蚀性越好。对钢材以断裂时间进行评定时，钢材的断裂时间越长说明耐蚀性越好。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤3：在盐雾试验箱（2）内设置试验台（1），将多个第一试样夹头（4）定位在试验台（1）上，将作为平行样的各个试样的一端固定在对应的第一试样夹头（4）上，将作为平行样的各个试样的另一端通过对应的第二试样夹头（5）连接拉力系统（3），拉力系统（3）对作为平行样的各个试样分别施加相同的恒定拉力，此时，用质量百分比浓度为4.5%～5.5%，pH范围为6.5～7.5的NaCl溶液对设置在盐雾试验箱（2）内所有作为平行样的试样进行一定时间的喷雾；

步骤4：在步骤3进行的同时，将作为空白样的试样放置在盐雾试验箱（2）外，所述作为空白样的试样放置在盐雾试验箱（2）外的时间与步骤3中的喷雾时间相等；

步骤5：在盐雾试验箱（2）内的喷雾结束后对所有试样进行除锈处理，并对除锈后的各个试样进行称重；

R = \frac{8.76 \times 10^{7} \times (M - M_{1} - M_{k})}{STD}

2.根据权利要求1所示的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于：观察步骤3中作为平行样的试样的状态，当观察到作为平行样的试样受腐蚀而发生断裂时，记录下开始喷雾到作为平行样的试样发生断裂的时间。

3.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于：所述拉力系统（3）对作为平行样的各个试样分别施加的恒定拉力为轴向拉力，所述作为平行样的试样与试验台（1）的垂直方向呈15°～25°的夹角。

4.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于：所述盐雾试验箱（2）在进行喷雾操作时盐雾试验箱（2）内的温度范围为33℃～37℃。

5.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于：所述NaCl溶液喷雾的沉降速度为：直径为10cm的惰性材料收集器，经24小时喷雾后，惰性材料收集器收集的速率为1～2ml/h。

6.根据权利要求5所述的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于：所述惰性材料收集器收集到的NaCl溶液的质量百分比浓度为4.5%～5.5%，pH值范围为6.5～7.2。

7.根据权利要求5所述的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于：所述作为平行样的试样的腐蚀曝露部分面积为作为平行样的试样的平行部表面积，作为平行样的试样的非腐蚀曝露部分用耐蚀的绝缘材料进行密封。

8.根据权利要求1所述的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法，其特征在于：所述步骤3中的NaCl溶液通过盐酸或氢氧化钠调整pH值，将NaCl溶液的pH值调整到6.5～7.5。

9.一种恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验设备，它包括盐雾试验箱（2）、设置在盐雾试验箱（2）内的试验台（1）和控温系统（8），其特征在于：它还包括拉力系统（3）、固定在试验台（1）上的多个第一试样夹头（4）、与拉力系统（3）的拉杆（6）固定连接的多个第二试样夹头（5），其中，所述每个第一试样夹头（4）与对应的第二试样夹头（5）分别用来固定作为平行样的试样（7）的两端。

10.根据权利要求9所述的恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验设备，其特征在于：所述设置在每个第一试样夹头（4）与对应的第二试样夹头（5）之间的作为平行样的试样（7）与试验台（1）的垂直方向呈15°～25°的夹角。