合金材料中性盐雾腐蚀测试是评估合金材料在盐雾环境下的耐腐蚀性能的关键试验,以下从测试原理、流程、标准、影响因素等方面展开介绍:
测试原理在盐雾环境中,合金材料表面会形成一层电解质溶液,溶液与金属之间形成原电池,导致金属发生电化学腐蚀。同时,盐雾中的氯离子会与金属表面的氧化物发生反应,加速金属的腐蚀过程。通过模拟这种腐蚀环境,中性盐雾试验能够有效评估合金材料的耐腐蚀性能。
测试流程试样准备
清洗:试验前,试样需要彻底清洗干净,避免油污和其他可能对镀层有腐蚀性的物质残留。
封边:对于从带有覆盖层的样品上取下的试样,需要对边缘进行封边处理,以确保边缘密封良好。
设备与参数设置
温度:一般设定为35±2℃,这一温度范围的设定是基于实际海洋环境及工业盐雾环境的温度条件,能够较好地模拟实际使用环境中的腐蚀加速效应。
盐雾沉降率:水平采集面积为80cm²的平均采集速率为1.5±0.5 mL/h,保证试验结果的可靠性。
氯化钠溶液浓度:通常为50±5 g/L,此浓度下能较好地模拟实际盐雾环境。
pH值:收集溶液的pH值范围为6.5 - 7.2,这一范围的设定能够保证试验溶液的腐蚀性与实际盐雾环境相近,同时避免因pH值过高或过低而导致的异常腐蚀现象。
设备要求:盐雾试验箱是进行盐雾试验的关键设备,需满足温度控制精度、盐雾沉降率的均匀性、喷雾系统的稳定性等要求。
参数设定:
试验实施
试样放置:将试样放入盐雾箱中,确保受试面朝上并与垂直方向成15° - 25°角,以使盐雾均匀沉降到试样表面。
试验时间:根据标准规定的试验时间进行评定,也可根据实际需求设定不同的试验周期,如24h、48h、96h等,直至试样出现明显腐蚀。
结果评定
评级判定法:把腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别,以某一个级别作为合格判定依据,适合平板样品进行评价。
称重判定法:通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重的方法,计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀质量进行评判,对特别适用于某种金属耐腐蚀质量进行考核。
腐蚀物出现判定法:以盐雾腐蚀试验后,产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定,一般产品标准大多采用此方法。
腐蚀数据统计分析方法:提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据的置信度的方法,主要用于分析、统计腐蚀情况,而不是具体用于某一具体产品的质量判定。
外观检查:观察试样表面的腐蚀情况,包括腐蚀点的分布、腐蚀深度、腐蚀产物的颜色和形态等。
性能检测:根据相关规范的要求,对试样的电气和机械性能进行检测。例如,对于电工电子产品,应检测其绝缘电阻、耐电压等电气性能指标;对于金属材料,应检测其硬度、强度等机械性能指标。
评级方法:
测试标准国际 标准:ISO 9227《金属和合金的腐蚀——盐雾试验》规范了设备、条件、程序及评定方法。
国家标准:GB/T 10125 - 2012《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》、GB/T 2423.17 - 2008《电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ka:盐雾》等详细规定了中性盐雾试验(NSS)、乙酸盐雾试验(AASS)、铜加速乙酸盐雾试验(CASS)等多种试验方法,适用于对金属材料及其防护层进行腐蚀性能的检测和评估。
行业标准:如汽车工业、航空航天工业、电子电气工业、海洋工程、涂料行业等针对特定领域提出附加要求。
影响因素温湿度
温度:温度升高,分子运动加剧,化学反应速度加快。温度每升高10℃,腐蚀速度提高2 - 3倍,电解质的导电率增加10 - 20%。大多数学者认为试验温度选在35℃较为恰当,如果试验温度过高,盐雾腐蚀机理与实际情况差别较大。
湿度:金属腐蚀的临界相对湿度大约为70%。当相对湿度达到或超过这个临界湿度时,盐将潮解而形成导电性能良好的电解液。
盐雾沉降率:反映喷雾的密度和盐雾的特性,盐雾试验的腐蚀产生,除腐蚀介质氯离子本身的作用外,还受金属表面液膜中氧的扩散影响。如果液膜是静止的,当溶液与金属接触,金属会很快腐蚀,同时液膜中的氧也很快将下降,使进一步地腐蚀反应减慢;如果液膜不断更新,则腐蚀会连续进行。金属表面液膜的更新速度,随盐雾沉降率的增加而加快。
浓度:浓度在5%以下时钢、镍、黄铜的腐蚀速度随浓度的增加而增加;当浓度大于5%时,这些金属的腐蚀速度却随着浓度的增加而下降。这是因为氧含量与盐的浓度有关,在低浓度范围内,氧含量随盐浓度的增加而增加;当盐浓度增加到5%时,氧含量达到相对的饱和,如果盐浓度继续增加,氧含量则相应下降,氧含量下降,氧的去极化能力也下降即腐蚀作用减弱。对于锌、镉、铜等金属,腐蚀速度却始终随着盐溶液浓度的增加而增加。
放置角度:样品水平放置时,它的投影面积Zui大,样品表面承受的盐雾量也Zui多,因此腐蚀Zui严重。例如,钢板与水平线成45度角时,每平方米的腐蚀失重量为250g,钢板平面与垂直线平行时,腐蚀失重量为每平方米140g。
pH值:pH值越低,溶液中氢离子浓度越高,酸性越强腐蚀性也越强。以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等电镀件的盐雾试验为例,盐溶液的pH值为3.0的醋酸盐雾试验(ASS)的腐蚀性比pH值为6.5 - 7.2的中性盐雾试验(NSS)严厉1.5 - 2.0倍。