CN114544476A - 一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，属于不锈钢腐蚀测试技术领域。一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，包括以下步骤：步骤一：制备10‑30cm2的不锈钢腐蚀实验试样，清洗并测量试样尺寸及重量；步骤二：配置腐蚀试验溶液；步骤三：将不锈钢腐蚀实验试样置于恒定温度的腐蚀试验溶液中进行腐蚀试验；步骤四：取出不锈钢腐蚀实验试样，去除表面腐蚀产物后，测试其腐蚀后的重量；步骤五：计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率。本发明简单快捷，易于实验室掌握和推广应用，检测结果准确可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，属于不锈钢腐蚀测试技术领域。
背景技术
不锈钢的均匀腐蚀是指其接触腐蚀介质的整个表面发生腐蚀而导致均匀减薄的现象。耐均匀腐蚀性能是不锈钢耐蚀性的重要性能指标之一，也是设计部门最为关注的参数之一。目前，检验不锈钢耐均匀腐蚀性能的常用标准方法是GB 4334.6 - 2015 《不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法》，此标准适用于含钼奥氏体不锈钢，其他不锈钢品种可以参照执行。然而，在实际测试过程中，中低铬不锈钢(如409/430/439不锈钢等)会在此腐蚀条件下发生剧烈反应，短时间内即完全溶解，因此无法通过此标准测定这类不锈钢的耐均匀腐蚀性能。JB/T 7901 - 2001《金属材料实验室均匀腐蚀全浸实验方法》可用于评价金属材料全浸试验的均匀腐蚀性能，但其中并未针对不锈钢材料提供明确的实验溶液和测试时间等参数，因此难以据此标准方法来评定不锈钢材料的耐均匀腐蚀性能。
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题，提供一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法。
本发明的目的是这样实现的：一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，包括以下步骤：步骤一：制备10-30cm2的不锈钢腐蚀实验试样，清洗并测量试样尺寸及重量；
步骤二：配置腐蚀试验溶液，溶液为氯化钠和盐酸的水溶液，准备耐均匀腐蚀性能检测实验条件；
步骤三：将不锈钢腐蚀实验试样置于恒定温度的腐蚀试验溶液中进行腐蚀试验；
步骤四：到达预定腐蚀试验时间后，取出不锈钢腐蚀实验试样，去除表面腐蚀产物后，测试其腐蚀后的重量；
步骤五：计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率。
进一步的讲，步骤二中氯化钠的浓度为0.1-1 mol/L，盐酸的浓度为0.01-1 mol/L。
进一步的讲，步骤三中恒定温度为30-50℃。
进一步的讲，步骤四中腐蚀试验时间为0.5-72h。
进一步的讲，步骤五计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率采用公式V=（W0-W1）/（S×t）其中，W0为实验前样品重量，g，W1为实验后样品重量，g，S为试样总面积，m2，T为腐蚀试验时间，h。
本发明的有益效果是：本发明提供一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，采用不锈钢试样全浸试验方法所得到的均匀腐蚀失重速率来评定其耐均匀腐蚀性能。检测试验方法简单快捷，易于实验室掌握和推广应用，检测结果准确可靠。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图 1为430不锈钢经均匀腐蚀试验后的样品微观形貌图。
图2为1#组439不锈钢经均匀腐蚀试验后的样品微观形貌图。
图3为2#组439不锈钢经均匀腐蚀试验后的样品微观形貌图。
具体实施方式
本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，该方法具有快速、准确和灵敏的特点。该方法采用不锈钢试样全浸试验方法，根据不锈钢样品的均匀腐蚀失重速率来评定其耐均匀腐蚀性能。具体包括以下步骤：
步骤一：制备10-30 cm2的不锈钢腐蚀实验试样，清洗并测量其试样尺寸及重量。
步骤二：配置腐蚀试验溶液，溶液为氯化钠（0.1-1 mol/L）和盐酸（0.01-1 mol/L）的水溶液，准备耐均匀腐蚀性能检测实验条件。
步骤三：将不锈钢腐蚀实验试样置于恒定温度（30-50℃）的腐蚀试验溶液中进行腐蚀试验。
步骤四：到达预定腐蚀试验时间（0.5-72h）后，取出不锈钢腐蚀实验试样，去除表面腐蚀产物后，测试其腐蚀后的重量。
步骤五：计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率。
其中，所述步骤一中，试样的形状和尺寸应随被测材料的原始条件而定，应尽量选用单位质量表面积大，并且侧面与总面积之比小的试样。为提高试验结果的一致性，可按照GB/T 2428规定的水砂纸湿磨去除试样上原始表面层，但检验原始材料表面对腐蚀速率影响的试验试样不在此列。每组试验至少取三个平行试样。试样的清洗可采用适当的溶剂（如乙醇、丙酮）去油，之后用去离子水清洗并干燥。试样的尺寸测量可选用游标卡尺，重量测量可选用分析天平，精度不小于±0.5mg。
所述步骤二中，腐蚀试验溶液是指利用去离子水、分析纯级氯化钠和浓盐酸配制的水溶液。准备耐均匀腐蚀性能检测实验条件是指准备试验容器、温度保持系统和试样支持系统。试验容器应对腐蚀介质呈惰性，可选用玻璃、塑料等。温度保持系统应能使试验溶液保持在恒定的温度，可选用恒温水浴锅、恒温箱等。试样支持系统应对腐蚀溶液和试样呈惰性，可选用玻璃、塑料等，并且能把样品支持于溶液中间。
步骤三开始前，应将盛有腐蚀溶液的容器置于温度保持系统中，待腐蚀溶液温度稳定后，（温度控制精度在±1℃以内），再将样品置于腐蚀溶液中，并且开始计时。腐蚀溶液的用量为每平方厘米试样表面积不少于20mL。试验过程中应尽可能防止溶液的挥发而造成溶液浓度变化。
所述步骤四中，预定腐蚀试验时间是指试样在腐蚀溶液中的浸泡时间。腐蚀试验时间的确定需要供需双方依据腐蚀速率的大小来确定，一般情况下，长时间试验的结果较准确，但发生严重腐蚀的材料则不宜进行长时间的腐蚀试验。常用的腐蚀试验时间是0.5-72h。具体选择时可参阅表1。
表 1腐蚀试验时间的选择
所述步骤四中，取出样品后，可先用流动自来水配合软毛刷清洗去除样品表面腐蚀产物，也可用超声波等方法去除腐蚀产物。之后利用适当的溶剂（如乙醇、丙酮）去油，并用去离子水清洗并干燥。腐蚀后样品的重量测量可选用分析天平，精度不小于±0.5mg。
所述步骤五中，不锈钢均匀腐蚀失重速率 (g/m2·h)的计算可采用公式1：
V=（W0-W1）/（S×t）……………………（1）
其中，W0为实验前样品重量，g；
W1为实验后样品重量，g；
S为试样总面积，m2；
T为腐蚀试验时间，h；
计算结果按GB/T 8170 进行数值修约，修约到小数点后第二位。
均匀腐蚀试验后，将样品清洗吹干后采用金相显微镜或扫描电镜观察被测样品的腐蚀形貌。
实施例
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，包括如下步骤：
步骤一：选用447焊管样品为研究对象，线切割切段后再水磨砂纸上打磨掉线切割加工痕迹。试验试样取三个平行试样，样品保留原始表面。用游标卡尺测量试样的尺寸，计算试样的总面积。之后将试样依次置于清水和乙醇中进行超声清洗后，在烘箱中烘干15min，冷至室温后在分析天平上对样品进行称重，精确到0.0001g。
步骤二：利用去离子水、分析纯级氯化钠和浓盐酸配制1mol/L NaCl + 1mol/LHCl的试验溶液，采用恒温水浴锅将试验溶液加热至35℃。
步骤三：待系统稳定后，将样品分别置于试验溶液中，试验时间选定为24h。
步骤四：到达预定腐蚀试验时间后，取出不锈钢腐蚀实验试样，采用超声波清洗去除样品表面腐蚀产物，酒精清洗后称量腐蚀后的样品重量。
步骤五：计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率。
对比例1：一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，包括如下步骤：
步骤一：选用与实施例3相同的447焊管样品为研究对象，线切割切段后再水磨砂纸上打磨掉线切割加工痕迹。按照GB4334.6-2015 《不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法》进行试验。试验试样取三个平行试样，样品保留原始表面。用游标卡尺测量试样的尺寸，计算试样的总面积。之后将试样依次置于清水和乙醇中进行超声清洗后，在烘箱中烘干15min，冷至室温后在分析天平上对样品进行称重，精确到0.0001g。
步骤二：利用去离子水和浓硫酸配制5% 硫酸（质量分数）的试验溶液，使用玻璃制的烧瓶作为实验容器，将实验溶液置于加热台上加热至溶液沸腾。
步骤三：待系统稳定后，将样品置于试验溶液中，试验时间为6h。
步骤四：到达预定腐蚀试验时间后，取出不锈钢腐蚀实验试样，采用超声波清洗去除样品表面腐蚀产物，酒精清洗后称量腐蚀后的样品重量。
步骤五：计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率。
实施例1和对比例1中的两组447不锈钢样品的尺寸、腐蚀前后质量及均匀腐蚀速率如表2所示。从中可以看出，两种测试方法中的三个平行样品之间的均匀腐蚀速率相当，说明两种测试方法均具有良好的可重复性与可靠性。均匀腐蚀试验后的样品宏观形貌如图1所示，可见样品的腐蚀形式为均匀腐蚀，无明显的局部腐蚀现象。
表 2 两组447不锈钢样品的尺寸、腐蚀前后质量及均匀腐蚀速率
实施例2：
一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，包括如下步骤：
步骤一：利用电火花线切割方法在0.5mm厚的430不锈钢冷板上制备20×30mm大小的样品，利用水磨砂纸将样品四周打磨至2000#以去除电火花线切割加工表面，保留样品的原始轧制表面。游标卡尺测量样品尺寸后，将样品分别置于去离子水和酒精中超声清洗10min，冷风吹干后置于电子天平中测量样品重量，精确至0.0001g。
步骤二：利用去离子水、分析纯级氯化钠和浓盐酸配制1mol/L NaCl + 1mol/LHCl的试验溶液，采用恒温水浴锅将试验溶液加热至35℃。
步骤三：待系统稳定后，将样品置于试验溶液中的玻璃支架上浸泡0.5h。
步骤四：到达预定腐蚀试验时间后，取出不锈钢腐蚀实验试样，采用超声波清洗去除样品表面腐蚀产物，酒精清洗后称量腐蚀后的样品重量。
步骤五：计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率。
对比例2：一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，包括如下步骤：
步骤一：选用与实施例2相同的430不锈钢冷板为研究对象，利用电火花线切割方法制备20×30mm大小的样品，利用水磨砂纸将样品四周打磨至2000#以去除电火花线切割加工表面，保留样品的原始轧制表面。游标卡尺测量样品尺寸后，将样品分别置于去离子水和酒精中超声清洗10min，冷风吹干后置于电子天平中测量样品重量，精确至0.0001g。
步骤二：利用去离子水和浓硫酸配制5% 硫酸（质量分数）的试验溶液，使用玻璃制的烧瓶作为实验容器，将实验溶液置于加热台上加热至溶液沸腾。
步骤三：待系统稳定后，将样品置于试验溶液中，试验时间按标准设定为6h。然而在实际实验时，样品放入此实验溶液中即剧烈反应，产生大量气泡，30min后样品即完全溶解于试验溶液中。不锈钢均匀腐蚀实验失重速率无法测量和计算。
实施例2中的430不锈钢样品的尺寸、腐蚀前后质量及均匀腐蚀速率如表2所示。从中可以看出，三个样品的均匀腐蚀速率相当，说明本方法良好的可重复性与可靠性。均匀腐蚀试验后的样品宏观形貌和微观形貌分别如图1和图2所示，可见样品的腐蚀形式为均匀腐蚀，无明显的局部腐蚀现象。
表 3 430不锈钢样品的尺寸、腐蚀前后质量及均匀腐蚀速率
实施例3：
一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，包括如下步骤：
步骤一：选用两个厂家的439不锈钢冷板样品为实验对象，利用剪切机制备25×35mm大小的试验样品，利用水磨砂纸将样品所有表面均打磨至2000#，去除剪切加工影响区及样品原始轧制表面。游标卡尺测量样品尺寸后，将样品分别置于去离子水和酒精中超声清洗10min，冷风吹干后置于电子天平中测量样品重量，精确至0.0001g。
步骤二：利用去离子水、分析纯级氯化钠和浓盐酸配制1mol/L NaCl + 1mol/LHCl的试验溶液，采用恒温水浴锅将试验溶液加热至35℃。
步骤三：待系统稳定后，将两组样品分别置于两个烧杯中的玻璃支架上，浸泡于腐蚀溶液中1h。
步骤四：到达预定腐蚀试验时间后，取出不锈钢腐蚀实验试样，采用超声波清洗去除样品表面腐蚀产物，酒精清洗后称量腐蚀后的样品重量。
步骤五：计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率。
两组439不锈钢样品的尺寸、腐蚀前后质量及均匀腐蚀速率如表 4所示。从中可以看出，同一厂家的三个样品的均匀腐蚀速率相当， 说明本方法良好的可重复性与可靠性；而不同厂家439不锈钢的均匀 腐蚀速率相差明显，说明本方法可以灵敏的评定不锈钢的耐均匀腐蚀 性能。样品的腐蚀形式为均匀腐蚀，无明显的局部腐蚀现象。
表 4 两组439不锈钢样品的尺寸、腐蚀前后质量及均匀腐蚀速率
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：制备10-30cm2的不锈钢腐蚀实验试样，清洗并测量试样尺寸及重量；
步骤二：配置腐蚀试验溶液，溶液为氯化钠和盐酸的水溶液，准备耐均匀腐蚀性能检测实验条件；
步骤三：将不锈钢腐蚀实验试样置于恒定温度的腐蚀试验溶液中进行腐蚀试验；
步骤四：到达预定腐蚀试验时间后，取出不锈钢腐蚀实验试样，去除表面腐蚀产物后，测试其腐蚀后的重量；
步骤五：计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，其特征在于：步骤二中氯化钠的浓度为0.1-1 mol/L，盐酸的浓度为0.01-1 mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，其特征在于：步骤三中恒定温度为30-50℃。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，其特征在于：步骤四中腐蚀试验时间为0.5-72h。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢耐均匀腐蚀性能检测方法，其特征在于：步骤五计算不锈钢均匀腐蚀实验失重速率采用公式V=（W0-W1）/（S×t）其中，W0为实验前样品重量，g，W1为实验后样品重量，g，S为试样总面积，m2，T为腐蚀试验时间，h。
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