T-CSTM《液体介质中材料的腐蚀磨损性能测试评价实验方法》

ICSXX.XXX.XX

XXX

团体标准

T/CSTMXXXXX-201X

液体介质中材料的腐蚀磨损性能测试评价

实验方法

Experimentalevaluationmethodforcorrosion-wearpropertiesofmaterialsin

liquidmedium

201X-XX-XX发布201X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

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T/CSTMXXXXX-2019

液体介质中材料的腐蚀磨损性能测试评价实验方法

1范围

本标准规定了对材料在液体环境中以滑动运动形式发生的腐蚀摩擦过程进行电化学参数、摩擦性

能和耐磨强度测试评价的方法。

本标准适用于同步反映液体环境中材料摩擦接触表面电化学信号与摩擦力信号的实时变化，并反

映材料表面受机械磨损与液体环境电化学腐蚀的交互作用，以及由腐蚀磨损交互作用所导致表层材料

流失的现象。

2引用标准

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2848-92洛氏硬度计技术条件

GB/T24196-09金属和合金的腐蚀电化学试验方法恒电位和动电位极化测量导则

***

3方法概述

运用球-盘之间摩擦原理及微机自控技术，将砝码或可变载入机构加至磨球上，材料试样随试验台

运用偏心轮原理，以设定的频率，实现摩擦副的高速往复运动。样品至于样品槽内，与工作电极接通。

在特定载荷下，经过多长时间（多长距离）摩擦系数会发生变化，此时薄膜被磨损并通过称重法得到材

料表面磨损量。

4仪器

摩擦磨损及腐蚀电化学试验仪器机械结构原理图如图1所示，该仪器主要由下列主要部件组成：1-

底座，用于仪器部分组件的安装；2-电机，带动3-偏心轮转动，通过4-连杆使5-滑台实现往复运动；6-

金属垫块，里面镶嵌有用来测量试验过程中样品温度的温度传感器（图1中未标出），与7-工作电极接

通，且8-试验样块置于其上；9-电解槽，用于装乘10-电解液，且11-辅助电极、12-参比电极通过9-电

解槽放置在10-电解液中；13-耐腐蚀磨头，多用陶瓷制成，由摩擦副球及其工装构成。并安装在14-加

载杆上；15-摩擦力传感器，用于测量试验过程中摩擦力大小；16-机头，用于安装仪器部分组件；17-砝

码盘，可将砝码置于其上，通过14-加载杆将力传递给8-试验样块，实现手动加载；18-横梁，用于安装

和连接仪器部件；运用杠杆原理，通过调节19-配重块来实现仪器的调平。20-加载力传感器，用来测

量载荷的大小；21-活塞，用来连接机座与机头，并通过22-电机带动23-蜗轮蜗杆组件实现16-机头的上

下移动。除了上述机械组成部件外，采集、控制系统也是仪器的重要组成部分。如图2所示，其中24-

电机驱动器，是通过27-微型计算机来控制电机的运转；25-信号放大器，将采集力传感器与温度传感器

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T/CSTMXXXXX—2018

的信号，并经过放大处理，传输给计算机；26-电化学工作站（恒电位仪），连接电极，反映材料电化学

腐蚀过程；27-微型计算机，连接28-显示器，可将采集的数据绘成图显示出来，连接29-打印机，可将

绘成的图打印出来；30-采集力传感器；31-温度传感器。

图1仪器机械原理结构图

图2仪器采集、控制系统原理框图

5试样

5.1形状及尺寸

圆柱体Φ（40~45）mm×h（1~10）mm

5.2硬度

按GB/T2848规定的方法和技术条件，测定样本的洛氏硬度（HRC）。

5.3表面粗糙度

材料表面平均粗糙度Ra≤0.32μm。

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T/CSTMXXXXX-2019

5.4材料及其状态由送样方填写明确。

5.5实验前对试样用精度为0.1mg的电子分析天平进行称重。

6试验程序

6.1前期准备

6.1.1环境条件

试样在温度（20±5）℃和相对湿度（50±10）%RH的条件下至少放置8h，然后按规定步骤测试。

试验机和微机系统在试验期间严禁受到震动和冲击。

6.1.2恒电位仪

按GB/T24196规定的条件选用恒电位仪。且任何电极连线及配件的连接或更换都必须先关闭工作

站电源后方可进行。

6.1.3电极

按GB/T24196规定的条件选用辅助电极和参比电极。

6.1.4溶液制备

按GB/T24196规定的条件制备溶液。

6.1.5摩擦副及其工装

摩擦副应为球状，材料可选用GCr15钢球、Al2O3陶瓷球、ZrO2陶瓷球、Si3N4陶瓷球。摩擦副工

装应选用耐腐蚀的材料制成。

6.1.6实验条件

a）往复频率:0.01～20Hz；

b）测试操作：键盘鼠标操作，微机控制；

c）行程：2.5～40mm；

d）试验载荷：1~200N精度0.5N；

e）恒电位电位控制范围：±10V；

f）恒电流控制范围：±2.0A。

注：仪器使用时，计算机以及电化学工作站电源均必须良好接地。

6.2仪器测试步骤

6.2.1调整试样位置

将试样称重后固定在电解槽中，转动偏心轮，看压头是否划出试样测试范围，若有划出，还需调整

试样位置。

6.2.2开机预热

开机预热20分钟后，在微机主选单按“试样调整”操作菜单中的“上”键，使磨头完全离开试样表面。

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T/CSTMXXXXX—2018

调整“载入调零”旋钮，使“加载力”栏显示为“0”。

6.2.3参数设定

鼠标单击“参数设定”，弹出“参数设定”对话框。单击“载荷”按钮，弹出“载荷设定”窗口，选择“砝码”

加载模式，在“初始载荷”及“载荷”栏内输入“10”，“时间”栏输入任意时间，点“确定”按钮单击“频率”按

钮，输入“2”，点“确定”单击“长度”设定试验长度点击“退出”，退出“参数设定”。在“试验控制”栏里，点

击“开始”按钮，在仪器控制箱前面板调整“摩擦力调零”旋钮，待“摩擦力”栏中显示的数字为“0”即可，

点“结束按钮”。

6.2.4打开恒电位仪

在电解槽中加入配置好的电解液，并将电极通电，即打开恒电位仪开关。

6.2.5试验操作

再次运行试验程序，并输入试验所需要的信息以及参数，开始试验。

a）输入样片编号、材料名称

b）参数设定：鼠标单击“参数设定”，弹出“参数设定”对话框，根据试验要求设置参数。

1）单击“载荷”按钮，选择加载模式，输入载荷、时间及初始载荷；

2）单击“频率”按钮，输入试验频率；

3）单击“长度”按钮，选择实际摩擦长度（长度的调整通过选择不同的偏心孔来实现）；

4）条件全部输入完毕，点击“退出”按钮，退出参数设定

c）完成以上步骤。在“试验控制”栏里，点击“开始”按钮，开始试验；参数显示栏内显示各试验参数。

2.6.6保存试验

试验完毕，保存试验资料，以供计算机显示及打印输出。

2.6.7测量磨损量

试验完毕，将试样拿出烘干，再次对试样称重以计算得到材料的质量磨损量，或扫描损伤轮廓以计

算得到材料的体积磨损量。

7试验数据

a）通过传感器获取摩擦时的摩擦力信号，经放大处理，输入计算机经A/D转换将摩擦力信号通过

运算得到摩擦系数曲线。

b）通过工作电极（下摩擦副接触电极）和参比电极可以得到摩擦过程中电化学腐蚀变化。

c）通过称重法或体积计算法得到材料表面磨损量；

d）通过温度传感器可以得到试验时的温度。

8试验报告内容

试验报告应当包括下列内容：

a）识别样品、实验室和试验日期所需的全部资料；

b）引用标准；

c）结果及其表示；

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