挂片腐蚀速度讲义

1、实验三挂片腐蚀速度测量一、试验目的1、掌握重量法原理；2、掌握用重量法测定挂片腐蚀速度的方法。、试验原理1、重量法由于腐蚀作用，材料的重量会发生系统变化，此即重量法测定材料抗蚀能力 的理论基础。虽然近年来发展了许多新的腐蚀研究方法，但重量法仍然是最基本 的定量评定腐蚀的方法，并得到广泛应用。重量法简单而直观， 适用于实验室和 现场试验。它分为增重法和失重法两种。(1)增重法当腐蚀产物牢固地附着在试样上，又几乎不溶于溶液，也不为外部物质所玷 污，这时可用增重法测定腐蚀破坏程度。增重法适用于评定全面腐蚀和晶间腐蚀 而不适用于其它类型的局部腐蚀。增重法试验过程为，将预先制备的试样量尺 寸、称重后置于

2、腐蚀介质中，试验结束后(连同已脱落的腐蚀产物)取出，烘 干，再称重。全部增重表征着材料的腐蚀程度。在重量法中，一个试样通常在腐 蚀-时间曲线上只提供一个数据点。当腐蚀产物确实是牢固地附着于试样表面， 且具有恒定的组分时，就能在同一试样上连续或周期性地测量增重， 因而适合于 研究腐蚀速度随时间变化的规律。增重法的一个严重缺点是数据的间接性，即得到的数据包括腐蚀产物的重 量，究竟多少材料被腐蚀，还需分析腐蚀产物的化学组成来换算。有时腐蚀产物 的相组成相当复杂，精确的分析往往有困难。同时多价金属(如铁、铜等)可能会生成几种化学组成不同的腐蚀产物， 换算比较困难。这些都限制了增重法的 应用范围。(2)

3、失重法失重法是一种简单而直接的方法。它不要求腐蚀产物牢固附着在材料表面， 也不考虑腐蚀产物的可溶性，因为试验结束后必须从试样上清除全部腐蚀产物。 失重法直接表示由于腐蚀而损失的材料重量， 不需经过腐蚀产物的化学组成分析 和换算。这些优点债失重法得到广泛的应用。失重法试验过程为，将预先制备的试样量尺寸、称重后置于腐蚀介质中， 试验结束后取出，清除全部腐蚀产物后 清洗、干燥、再称重。 试样的失重直接表征材料的腐蚀程度。无论增重法还是失重法，在试验前后与试验过程中，在清除腐蚀产物前后， 都必须仔细观察并记录材料表面和介质中的各种变化 。2、重量法测定结果评定重量法是根据试样在腐蚀前后的重量变化来测定

4、腐蚀速度的。 为了使各次不同试验及不同试样的数据能够互相比较，必须米用单位时间内单位面积上的重量变化为表示单位，即平均腐蚀速度，如g/m2 h。从腐蚀试验前后的试样重量差计算腐蚀速度g/m2 h，公式如下:增重速度w1w0wAt失重速度w0w2W3wAt式中 A-试样面积，2m；t试验周期，h;Wo-试样原始重量,g;w1, w2 试验后含与不含腐蚀产物的试样重量，g；w3清除腐蚀产物时同样尺寸同种材料空白试样的校正失重。金属的腐蚀速度在腐蚀过程中并非恒速地进行， 也就是说，其瞬时腐蚀速度可能发生各种变化。重量法计算的只是平均腐蚀速度，因此，不适用于测定瞬时 腐蚀速度。此外，重量法测定的腐蚀速

5、度通常只适用于均匀腐蚀的类型 。由于各种金属材料的密度不同，即使是均匀腐蚀，这种腐蚀速度单位并不能表征腐蚀的损耗深度。为此可将平均腐蚀速度换算成单位时间内的平均侵蚀深 度腐蚀率，如mm/a，毫米每年，这两类速度之间的换算公式为：B242 365 1 0 8.76 毫米 年100式中B按深度计的腐蚀率 ，mm/a ；按重量计的腐蚀速度，g/m2 h ；金属材料的密度， g / cm3。3、腐蚀产物清除方法要正确评定腐蚀结果，如果选用失重法评定时，必须清除试样表面的腐蚀产 物，但又不损伤金属基材本身。实际上完全不损伤基材是不可能的，只要求损 伤对腐蚀结果无明显影响即可。对于不同金属材料和不同的腐蚀

6、产物应采用不同 的清除腐蚀产物的方法。一般有机械法、化学法和电解法三种。a. 机械法一般先用自来水冲洗，并用橡皮或硬毛刷擦洗，或用木制刮刀、塑料刮刀刮擦。对绝大部分疏松腐蚀产物用此法已可清除干净。但要完全清 除掉腐蚀产物以精确地测试或检查局部腐蚀状况时，尚需进一步采用化学法或电化学法。b. 化学法选择适宜的化学溶液及操作条件，通过溶解除去试样表面的腐蚀产物的方法。为了保护金属基体 ，在化学清除的溶液中往往需加入缓试剂。 表1列出一些常用的清除腐蚀产物的化学方法。这些方法并不复杂，但在使用 时有可能损伤基材，造成试验误差；为此，应在清除工作的同时，将未经腐蚀的同种材料相同尺寸的空白试样在相同条件

7、下清洗处理，求其失重；然后在实际试样的失重中减去次数，得出比较合乎真实的试样失重。c. 电化学法选择适当的阳极和电解质，以试样为阴极外加直流电的电解方法。电解时阴极产生氢气，在氢气泡的机械作用下，使腐蚀产物剥离，残留的 疏松物质可用机械法冲刷除净。此法效果较好，空白试样失重小。适用于许多金属材料的一种电解操作条件示例如下：电解液为5%H2SO4，阳极为碳棒，阴极电流密度为20A/m2，加入有机缓试剂（如若丁）， 2ml/L，温度75C，暴露 时间为3min。三、试验仪器与药品高温高压动态腐蚀仪，CP225D型半微量分析天平，打磨砂纸（型号为 200, 400, 8000，1000），试样（5

8、1 0.2cm的A钢）12个，3.5%的氯化钠溶液，烧 杯6个，丙酮，清洗、干燥，测量用品。表】 清除腐蚀产物的化学方法材料溶液时闻min |I备注铝合金70HNO5j 123卜吗随石轻轻擦洗20CrO5%HjPO< 洛液1W7985 C用于氧化膜不涪于HNOi 的惜况随后仿用70%HNO3 处理铜及其合金15ZOHCl23室扯随后轻轻擦洗510H:SOt23,随后轻轻撩洗铅及其合金10嗚醋酸10随后轻轻擦洗可除去PbO5%Bfi灌铁热随后轻轻擦洗，可除PbO80g/L N*OH» 50g/L 甘露糖 IM. 62g/L 硫MW30或至 清除为止僦后轻轻擦洗铁和钢20NaOH.

9、200g/L 锌粉5HCL,50g/L SnCll+20g/LSbCl,25或至 清除为止冷榕液应搅拌10闕或 20%HNO*2060 C弔于不锈钢需避免氯化物 污染含有 5% （悴积）有机缓冲 剂的15輻（体积）的浓HiPO*清除为止室温可除去氧化杀件下钢表面形 成的氧代皮镁及其合舍15%CrOi»lAgCrOt 溶液15镇及其合金1520%HCl清涂为止京温10%H2SOj清除为土鶴及其合金ISNijPOa10朋后轻轻擦挽锌IONH,C1然后用 5>«CrO3aAgNO3 濬液520s梆Ml随后轻轻擦挠饱和醋酸議清除为止家蛊随后轻轻擦洗100g/L NaCN室温四

10、、试验步骤（1）常温下的腐蚀实验A）打磨首先分别用# 800、# 1000、# 1500、# 2000的砂纸打磨所要研究的样品。B）清洗先用滤纸擦拭样品，将丙酮倒入小烧杯容量的2/3，用镊子夹取少许脱脂棉，蘸丙酮清洗样品，去除试样表面的油脂；然后在无水乙醇中浸泡5mi n,进一步脱脂和脱水。待上面的工作进行完毕，取出样品放置于滤纸上，用冷风吹干 后，用滤纸包裹，放置于干燥器内，保存，待用。C）称量本实验中我们所用的天平是电子天平，做实验之前首先必须认真阅读电子 天平的附带说明书）1、开启天平 按门,。屏幕上的所有标志都会短暂地亮起来。2、 打开防风罩，放置一块滤纸在称盘上面，启动天平除皮功能。

11、按厂二二-。 关闭防风罩，防止外界空气流动以及轻微振动引起实验测量的误差。3、打开防风罩，用小勺把所要称量的样品轻轻放在滤纸上面， 关闭防风罩， 读数，记录样品的重量。4、按照同样的方法称量实验样品钢片5、清理称盘上的药品，关闭天平，按宓处oD）配置 3.5%的 NaCI 溶液 500ml。首先，在实验允许的情况下，做如下假设：药品和水的总体积是500 ml ;药品的质量是总质量的3.5%。用公式表达就是：V1 V2500(v 1 1 V2 2) 3.5% V1 1i是NaCI的密式中：Vi是实验需要NaCI的体积，v是实验需要水的体积, 度，2是水的密度，其中，只有Vi和V2是未知的，两个方

12、程两个未知量，可以 求得解。E）把配置的3.5%的NaCI溶液全部倒入两个相同的烧杯里面。F）在实验架上面拉一根线，上面拴上四个样品，把装有溶液的烧杯放在样品 下面预备，每个烧杯里面放两个样品。G 记录开始实验的时间，把两个样品同时放入腐蚀介质里面。H 4小时以后，取出样品，放置于丙酮、无水乙醇里面清洗，吹风机吹干。I）称量腐蚀以后的样品质量，操作步骤如上面 C）称量所诉。J）列表记录数据。K 实验完毕，收拾实验仪器，关闭电源。L）处理数据。"巴-m丄幻°朋其中m。代表腐蚀前的样品质量，mi代表腐蚀后的样品质量。V代表腐蚀速度。M根据实验结果计算腐蚀速度，对该腐蚀介质的腐蚀

13、性进行初步评价。N收拾试验仪器，清理试验装置。（2）40 C下的腐蚀实验步骤：1）执行（1）常温下的腐蚀实验中的步骤 A）、B）、E）2）然后往恒温水域锅里面加水，使得水位达到烧杯高度的70%3） 检测仪表面板，总电源、搅拌、照明、控温选择应该在“OFF位置。4）插上水域锅的电源插头，检查接触是否良好（包括检查电源负荷和插座负 荷）。5）开启水域锅上的“总电源”开关到“ ON位置，“搅拌”开关到“ON位置。6） 在控温、测试表上面设定此次实验温度， 然后将“控温选择”开关拨至“ON I”位置，此时，水域锅内两个加热棒同时升温。7） 在达到设定的实验温度时，请将“控温选择”开关拨至“ONE”位置

14、，水 域锅进入保温阶段。8）在恒温水域锅（40C ）的实验架上面拉一根线，上面拴上四个样品，把装 有溶液的烧杯放在样品下面预备，每个烧杯里面放两个样品。9）执行 G）、H）、J）。10） 实验完毕，收拾实验仪器，清理实验装置，按照“控温选择”、“搅拌”、 “照明”、“总电源”的次序依次拨至“ OFF位置。放出水域锅的水，擦拭干净水域锅，保持不锈钢的干燥，防止生锈。11）执行 L）、M、N）o（3）60C下的腐蚀实验步骤：1）执行（1）常温下的腐蚀实验中的步骤 A）、B）、E）o2）然后在恒温水域锅（60E、的实验架上面拉一根线，上面拴上四个样品， 把装有溶液的烧杯放在样品下面预备，每个烧杯里面放两个样品。3）执行 G）、H）、J）o4）实验完毕，收拾实验仪器，清理实验装置，按照“控温选择”、“搅拌”、“照 明”、“总电源”的次序依次拨至“ OFF位置。放出水域锅的水，擦拭干净水域 锅，保持不锈钢的干燥，防止生锈。5）执行 L）、M、N）五、数据处理1、将实验数据列成表格。2、详细