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    常用腐蚀试验评定方法

    常用腐蚀试验评定方法

    开展腐蚀试验,除了要根据研究目的选择和确定试验方法及试验条件外,还必须确定测试参数以及结果的评定和表示方法。根据腐蚀前后金属材料、腐蚀介质或上述两者的某些物理化学性质的变化,可以对腐蚀作用进行评定。现介绍一些常用的腐蚀评定方法。

    表观检查

    表观检查通常是一种定性的检查评定方法,有时也可以给出一些定量数据,又可以作为其他评定方法的重要补充。

    宏观检查

    宏观检查就是用肉眼或低倍放大镜对金属材料和腐蚀介质在腐蚀过程中和腐蚀前后的形态进行仔细的观测,也包括对金属材料去除腐蚀产物前后的形态观测。宏观检查虽然比较粗略,甚至带有一定的主观性,但该方法方便简捷,是一种有价值的定性方法。它不依靠任何精密仪器,就能初步确定金属材料的腐蚀形貌、类型、程度和受腐蚀部位。

    在试验前必须仔细地观察试样的初始状态,标明表面缺陷。试验过程中如有可能应对腐蚀状况进行实时原位观测观察的时间间隔可根据腐蚀速度确定。选择观察时间间隔还须考虑到:

    ①能够观察、记录到可见的腐蚀产物开始出现的时间;②两次观察之间的变化足够明显。一般在试验初期观察频繁,而后间隔时间逐渐延长。宏观检查时应注意观察和记录:①材料表面的颜色与状态。

    ②材料表面腐蚀产物的颜色、形态、附着情况及分布。

    ③腐蚀介质的变化,如溶液的颜色、腐蚀产物的颜色、形态和数值。

    ④判别腐蚀类型。局部腐蚀应确定部位、类型并检测其腐蚀破坏程度。

    ⑤观察重点部位,如材料加工变形及应力集中部位、焊缝及热影区、气一液交界部位、温度与浓度变化部位、流速或压力变化部位等。当发现典型或特殊变化时,还可拍摄影像资料,以便保存和事后分析之用。为了更仔细地进行观察,也可使用低倍(220)放大镜进行检查。

    徽观检查

    宏观检查所获取的信息反映了腐蚀行为的统计平均结果,其代表性和直观性都比较强,但不一定能揭示腐蚀的本质或过程的真实情况。微观检查方法被用来获取微观(局域的或表面的)信息,用以揭示过程的细节和本质,是宏观检查的进一步发展和必要的补充。光学显微镜曾是微观检查的主要工具,除用于检查材料腐蚀前后的金相组织外,还可用于:

    ①判断腐蚀类型;

    ②确定腐蚀程度;

    ③分析金相组织与腐蚀的关系;

    ④调查腐蚀事故的起因;

    ⑤跟踪腐蚀发生和发展的情况。

    随着近代科学的发展和学科之间的互相渗透,许多现代物理研究方法和表面分析方法被用于微观检查,大大丰富和深化了其内容。这些方法按功用可分为:①用于获取化学信息的方法,如用于元素的鉴别和定量分析、元素的分布状况、价态和吸附分子的结构等等;②用于形貌观察的方法,如观察断口、组织、析出物、夹杂的形态、晶体缺陷的形态(包括点、线、面和体等的缺陷)、晶格象和原子象等;③用于物理参量的测定和晶体结构的分析,如膜厚、膜的光学常数、点阵常数、位错密度、织构、物相鉴定、电子组态和磁织构等等闭。经常用于腐蚀微观检查的工具和方法包括电子显微镜(特别是扫描电镜,SEM)、电子探针(F:PMA)、俄歇电子能谱法(AFS),X射线光电子能潜法(XPS)、二次离子质谱法(SIMS)和原子力显微镜/扫描隧道显微镜(AFM/SFM)等。

    评定方法

    对于定性的表观考察来说,腐蚀形态和程度的表述明显地受到人为因素的影响,具有主观随意性。为了建立统一的标准评定方法一些组织和个人做了多方努力,其中比较有代表性的工作包括Champion提出的标准样图(21),样图共有A,B,C,D四幅,其中样图AB表征试样受腐蚀表面的平面特征,分别表示单位面积上腐蚀破坏的位置数目和腐蚀位置的面积;样图CD是腐蚀深度特征,其中C表征全面腐蚀破坏深度等级,而D图则是表示孔蚀和裂纹的深度等级。四幅样图均分别划分为7个等级。Champion还按照腐蚀性质和程度对腐蚀形态进行了分类和规范化的表述,规定了标准的缩写符号,详见表220

    质峨法

    材料的质徽会因腐蚀作用发生系统的变化,这就是质量法评定材料腐蚀速度和耐蚀性的理沦基础。质址法是以单位时间内、单位面积上山腐蚀而引起的材料质里变化来评价腐蚀的。质墉法简单而直观,既适用于实验室,又适用于现场试验,是最基本的腐蚀定量评定方法。质址法又可分为质址增加法和质垦减少法两种。

    质一增加法

    当腐蚀产物牢固地附着在试样上,在试验条件下不挥发或几乎不溶于溶液介质,也不为外部物质所站污,这时用质4增加法评定腐蚀破坏程度是合理的。钦、错等耐蚀金属的腐蚀、金属的高温氧化就是应用这种方法的典型例子二质量增加法适用于评定全面腐蚀和晶间腐蚀,但不能用于评定其他类型的局部腐蚀。

    质付增加法的试验过程为,将预先按照规范制备(已经做好标记、除油、酸洗、打磨和清洗)的试样量好尺寸、称14质址后置于腐蚀介质中,试验结束后取出,连同腐蚀产物一起再次称ft质量。尺寸测峨建议保留三位有效数字,而质量测量建议保留五位有效数字。试验后试样的质量增加表征着材料的腐蚀程度。对于溶液介质中的腐蚀试验,试验后试样的干燥程度会影响试验结果的精度,故试样应放在干燥器中贮存三天后再称量质量。

    对于质量增加法一个试样通常只在腐蚀一时问曲线上提供一个数据点。当腐蚀产物确实是牢固地附着于试样表面,且具有恒定的组成时,就能在同一试样上连续地或周期性地测仗质址增加,获得完整的腐蚀一时间曲线,因而适用于研究腐蚀随时间的变化规律。质量增加法获得的数据具有间接性,即数据中包括腐蚀产物的质址,要知道被腐蚀金属的从,还需根据腐蚀产物的化学组成进行换算。有时腐蚀产物的相组成相当复杂,精确的分析往往有困难。多价金属还可能生成不同价态的腐蚀产物,也增加了换算的难度。这些都限制厂质从增加法的应用范围。

    质址损失法

    质址损失法是一种简单而直接的腐蚀测量方法。它要求在腐蚀试验后全部清除腐蚀产物后再称址试样的终态质坛,因此根据试验前后样品质量计算得出的质量损失直接表示了由于腐蚀而损失的金属量不需要按腐蚀产物的化学组成进行换算。质量损失法并不要求腐蚀产物牢固地附着在材料表面上,也无需考虑腐蚀产物的可溶性。这些优点使质量损失法得到广泛的消除腐蚀产物的方法大体可分为三类,即机械方法、化学方法和电解方法。一种理想的去除腐蚀产物的方法应该是只消除腐蚀产物而不损伤基体金属。所有去除腐蚀产物的方法往会破坏腐蚀产物。使腐蚀产物所蕴含的信息丢失,因此在去除腐蚀产物前最好能提取腐蚀产物样品。

    这些样品可以用于各种分析,如用X射线衍射确定晶体结构,或用于化学分析,子找某些腐蚀性组分等。消除腐蚀产物的化学方法是将腐蚀试验后的样品浸泡在指定的溶液中,该溶液被设计川去除腐蚀产物,而能t1Y大限度地降低基体金属的溶解。对于特定的金属和腐蚀产物类型建)或选择清除腐蚀产物的最有效的方法往往是反复试验摸索的结果。用于去除腐蚀产物的清洗溶液均应用试剂水和试剂级的化学药品配制。列出了一些去除腐蚀产物的化学方法,为了确定去除腐蚀产物时琴体金属的质hi损失,可采用未经腐蚀的同样的试样作为控制试样,应用与试验样品同样的清洗方法对其进行清洗。

    清洗前后称从控制样品的质址,山于清洗造成的从体金属损失量可被用于校正腐蚀质M损失。清洗严重腐蚀的样品时,使用控制试样的方法可能并不可靠。此时需对腐蚀后的表面重复进行清洗,即使表面已没有腐蚀产物,还会不断地有质It损失。这是因为腐蚀后的表面常常比新加工或打磨的表面对清洗方法造成的腐蚀更敏感,特别是对于多相合金。下面的确定清洗步骤造成的质损失的方法更为可取

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