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。這種腐蝕一般均穿過晶粒,即所謂穿晶腐蝕。它是由殘余應(yīng)力或外加應(yīng)力與腐蝕環(huán)境共同作用造成的,會(huì)導(dǎo)致材料發(fā)生脆性斷裂,即使在應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料屈服強(qiáng)度的情況下也會(huì)發(fā)生。應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC)是應(yīng)力腐蝕的主要特征,具有突發(fā)性、隱蔽性和破壞性強(qiáng)的特點(diǎn),因此,了解和掌握應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法至關(guān)重要。應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)的方法多種多樣,根據(jù)試樣的形式可分為光滑試樣、缺口試樣和預(yù)裂紋試樣。光滑試樣是在傳統(tǒng)力學(xué)試驗(yàn)中常用的試樣類型,也是應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)中用得較多的試樣類型。缺口試樣則是模擬金屬材料中的宏觀裂紋和各種加工缺口效應(yīng),以考察材料的應(yīng)力腐蝕敏感性。預(yù)裂紋試樣則是預(yù)開機(jī)械缺口并經(jīng)疲勞處理產(chǎn)生裂紋的試樣,用于評(píng)估材料在裂紋存在情況下的應(yīng)力腐蝕行為。在腐蝕試驗(yàn)中,研究不同pH值腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕行為的影響,確定較佳pH使用范圍。建筑材料腐蝕試驗(yàn)
晶間腐蝕試驗(yàn)有多種方法:1.硫酸-硫酸鐵法:適用于檢驗(yàn)鎳基合金、不銹鋼因碳化物析出引起的晶間腐蝕。試驗(yàn)結(jié)果通過腐蝕率和固溶試樣腐蝕率比較來評(píng)定。2.草酸浸蝕法:主要用于檢驗(yàn)奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的篩選試驗(yàn)。浸蝕后用金相顯微鏡觀察浸蝕組織分類評(píng)定。3.鹽酸法:適用于檢驗(yàn)?zāi)承└咩f鎳基合金的晶間腐蝕。試驗(yàn)結(jié)果以腐蝕率評(píng)定。4.氯化鈉-過氧化氫法:適用于檢驗(yàn)含銅鋁合金的晶間腐蝕。試驗(yàn)結(jié)果采用金相顯微鏡測(cè)量晶間腐蝕深度評(píng)定。5.氯化鈉-鹽酸法:適用于檢驗(yàn)鋁鎂合金的晶間腐蝕。試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定與氯化鈉-過氧化氫法相同。6.電化學(xué)動(dòng)電位再活化法(EPR法):在特定溶液中將試樣鈍化后再活化,測(cè)定動(dòng)電位掃描極化曲線,以再活化電量評(píng)定晶間腐蝕敏感性。此法具有快速的特點(diǎn)。浙江腐蝕試驗(yàn)注意事項(xiàng)腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)需要與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際腐蝕情況進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。
恒載荷法簡(jiǎn)介:恒載荷法是試驗(yàn)過程中試樣加載載荷保持不變的一種評(píng)價(jià)方法與光滑試樣相同,亦屬于通過/失敗類評(píng)價(jià)方法,可用于材料的合格性驗(yàn)收。將試樣的一端固定,另一端加上恒定的拉伸靜載荷,然后將試樣浸泡在腐蝕介質(zhì)中,記錄SCC發(fā)生的時(shí)間。應(yīng)用領(lǐng)域:由于其初始應(yīng)力明確,試驗(yàn)結(jié)果可定量描述材料應(yīng)力腐蝕敏感性。與恒位移法相比,恒載荷法特別適用于初始應(yīng)力明確,試驗(yàn)過程中應(yīng)力保持恒定的情況。例如,在實(shí)際工程中,大型構(gòu)件在加工、制造或隨后的使用過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種缺陷,即所謂的“帶缺陷服役”。在這種情況下,構(gòu)件承受的外部載荷不會(huì)隨各種缺陷程度的加深而改變。另外,依據(jù)斷裂力學(xué)理論,構(gòu)件發(fā)生斷裂失效是由裂紋萌生、裂紋擴(kuò)展、裂紋失穩(wěn)撕裂幾個(gè)過程組成。其中,裂紋萌生過程用時(shí)較長(zhǎng),約占全過程的90%左右。從這點(diǎn)上講,恒載荷試驗(yàn)所得結(jié)果比恒位移試驗(yàn)所得結(jié)果更能表示裂紋萌生時(shí)間。因此,恒載荷試驗(yàn)有很強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值。優(yōu)點(diǎn):應(yīng)力狀態(tài)明確、試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、試驗(yàn)周期相對(duì)較短,試驗(yàn)沒有試樣類型和尺寸限制
試驗(yàn)流程:1.試樣準(zhǔn)備:切割適當(dāng)尺寸的樣品,通常為長(zhǎng)方形薄片,試樣的表面積為10cm2~30cm2,試樣上有附著的雜質(zhì)需通過切削或研磨除掉,表面需經(jīng)過打磨拋光處理。稱量試樣。2.預(yù)處理:根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砘蚰M實(shí)際使用條件下的加工工藝。3.溶液準(zhǔn)備:根據(jù)不同的試驗(yàn)方法配制相應(yīng)的試驗(yàn)溶液。4.試驗(yàn)過程:-將試樣完全浸入預(yù)先加熱至沸騰點(diǎn)的65%硝酸溶液中,然后繼續(xù)加熱,使溶液重新沸騰,開始計(jì)時(shí)。5.煮沸周期:連續(xù)煮沸五個(gè)周期,每個(gè)周期持續(xù)48小時(shí)。6.清洗干燥:每個(gè)周期結(jié)束后取出試樣,用去離子水清洗干凈后吹干。7.稱重測(cè)量:在所有周期完成后,精確稱量試樣的重量損失,計(jì)算平均腐蝕速率。8.結(jié)果評(píng)定:-腐蝕率由公式計(jì)算得出:腐蝕率=(m1-m2)/(S*t),其中m1為試驗(yàn)前試樣質(zhì)量,m2為試驗(yàn)后試樣質(zhì)量,S為試樣表面積,t為試驗(yàn)時(shí)間。-通過顯微鏡或掃描電子顯微鏡觀察樣品的晶界腐蝕情況,以確保材料的晶界腐蝕傾向性。腐蝕試驗(yàn)要考慮介質(zhì)pH值變化對(duì)腐蝕速率的影響。
安全防護(hù)設(shè)備:-手套、護(hù)目鏡、實(shí)驗(yàn)室外套:提供個(gè)人防護(hù),防止接觸到腐蝕性化學(xué)品。-通風(fēng)柜:在處理揮發(fā)性或有毒化學(xué)品時(shí)使用,確保良好的通風(fēng)條件,保護(hù)操作人員健康。-緊急淋洗裝置:萬一發(fā)生化學(xué)品濺灑事故,能夠立即沖洗眼睛或皮膚,減少傷害。輔助設(shè)備:-烘箱:用于干燥處理過的試樣,確保其在進(jìn)入腐蝕溶液前處于干燥狀態(tài)。-標(biāo)記筆或標(biāo)簽機(jī):對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)標(biāo)記,便于識(shí)別和記錄。-實(shí)驗(yàn)記錄本或計(jì)算機(jī)軟件:記錄實(shí)驗(yàn)過程中的所有參數(shù)和觀察結(jié)果,便于后續(xù)數(shù)據(jù)分析和報(bào)告撰寫。腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)是工程材料數(shù)據(jù)庫的重要組成內(nèi)容。鋁材腐蝕試驗(yàn)工作原理
腐蝕試驗(yàn)需要嚴(yán)格控制溫度、濕度和介質(zhì)濃度等參數(shù)以確保結(jié)果準(zhǔn)確性。建筑材料腐蝕試驗(yàn)
試驗(yàn)步驟:試樣準(zhǔn)備。選擇與處理:根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮筒牧项愋?,選取具有表示性的試樣,并對(duì)其進(jìn)行清洗、脫脂、除銹等預(yù)處理,以確保試樣表面狀態(tài)一致,便于準(zhǔn)確評(píng)估腐蝕性能。安裝與標(biāo)記:將試樣安裝在試驗(yàn)設(shè)備的樣品架上,確保試樣暴露在規(guī)定的腐蝕環(huán)境中,且相互之間不產(chǎn)生干擾。同時(shí),對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)或標(biāo)記,以便在試驗(yàn)過程中進(jìn)行識(shí)別和記錄。試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置:環(huán)境參數(shù):根據(jù)試驗(yàn)方法和材料的使用環(huán)境,設(shè)置合適的鹽霧濃度、二氧化硫濃度、濕度、溫度等環(huán)境參數(shù),以及各個(gè)腐蝕階段的持續(xù)時(shí)間和循環(huán)周期。其他參數(shù):還需設(shè)置試驗(yàn)設(shè)備的噴霧頻率、通風(fēng)量、冷凝水生成速率等參數(shù),以保證試驗(yàn)環(huán)境的穩(wěn)定性和重復(fù)性。建筑材料腐蝕試驗(yàn)
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