金属腐蚀性试验检测概述

金属腐蚀是材料与环境发生化学或电化学反应而导致其性能劣化、破坏的现象，它广泛存在于工业、建筑、交通、能源等各个领域，每年造成巨大的经济损失甚至安全事故。因此，对金属材料及其制品的腐蚀性能进行科学、准确的评估至关重要。金属腐蚀性试验检测就是通过一系列标准化的方法和程序，模拟或加速材料在特定环境下的腐蚀过程，从而评价其耐腐蚀性能、预测使用寿命、筛选防腐蚀材料或工艺的有效手段。这些检测为产品设计、材料选型、质量控制、失效分析以及制定防腐蚀策略提供了关键的技术支撑和数据依据。

主要检测项目

金属腐蚀性试验检测涵盖多种项目，旨在评估不同环境条件下材料的腐蚀行为和失效模式：

• 盐雾试验： 评估金属在含盐（如氯化钠）的潮湿大气环境中的耐腐蚀性（如NSS中性盐雾、AASS乙酸盐雾、CASS铜加速乙酸盐雾）。
• 循环腐蚀试验： 模拟更真实的自然环境，结合盐雾、干燥、湿润、冷凝等多种环境条件进行循环测试。
• 大气暴露试验： 将样品长期置于真实的大气环境中（如乡村、城市、工业区、海洋环境），评估其长期自然腐蚀行为。
• 浸泡试验： 将金属样品完全或部分浸泡在特定腐蚀介质（如酸、碱、盐溶液、水、化学试剂）中，评估其均匀腐蚀或局部腐蚀性能。
• 电化学测试： 如动电位极化曲线测试（测量腐蚀速率、钝化行为）、电化学阻抗谱（EIS，研究腐蚀机理、涂层防护性能）、恒电位/恒电流测试等。
• 晶间腐蚀试验： 评估不锈钢、铝合金等材料因晶界附近元素贫化或杂质偏聚导致的沿晶界优先腐蚀的敏感性。
• 应力腐蚀开裂试验： 在特定的腐蚀介质和拉应力共同作用下，评估金属材料发生脆性开裂的敏感性。
• 点蚀/缝隙腐蚀试验： 评估金属在介质中发生局部点状或缝隙内腐蚀的倾向。

常用检测仪器

进行金属腐蚀性试验需要依赖精密的仪器设备：

• 盐雾试验箱： 用于进行盐雾试验和循环腐蚀试验，可精确控制温度、湿度、喷雾量、沉降率、试验周期等参数。
• 恒温恒湿箱： 用于模拟特定的温湿度环境，进行湿热试验、冷凝试验或作为循环腐蚀的一部分。
• 电化学工作站： 进行各类电化学腐蚀测试的核心设备，可测量电位、电流、阻抗等电化学信号。
• 环境试验箱： 可模拟温度、湿度、光照、气体成分等多种环境因素，用于综合性腐蚀试验。
• 浸泡试验装置： 包括恒温水浴槽、烧杯、支架等，用于控制浸泡介质温度和暴露条件。
• 应力加载装置： 如恒载荷拉伸机、U型弯曲夹具、C环夹具等，用于施加恒定或变化的应力进行应力腐蚀试验。
• 腐蚀形貌观察与分析仪器： 如光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、三维表面轮廓仪等，用于观察腐蚀产物形貌、成分、测量腐蚀坑深度等。
• 失重分析设备： 精密电子天平（精度通常为0.1mg），用于测量浸泡或暴露试验前后样品的质量损失。

主要检测方法

金属腐蚀性试验的具体实施依据不同的检测目的和项目选择相应的方法：

• 加速试验法： 如盐雾试验、循环腐蚀试验、电化学加速测试等。通过强化腐蚀因素（如盐浓度、温度、湿度、外加电位/电流），在较短时间内获得相对评价结果。需要理解其与实际服役环境的相关性。
• 自然环境暴露法： 如大气暴露试验站（场）试验、海水浸泡试验、土壤埋藏试验等。结果最接近实际，但周期长（通常数年甚至数十年）。
• 实验室模拟环境法： 如特定介质中的浸泡试验、控制气氛中的高温氧化试验等。在实验室重现特定环境因素。
• 电化学测试法： 利用电化学原理快速测量腐蚀动力学参数（如腐蚀电流密度Icorr、极化电阻Rp）和评估腐蚀机理。常用方法包括塔菲尔外推法、线性极化法、电化学阻抗谱等。
• 物理检测法： 通过测量腐蚀前后的质量变化（失重法）、力学性能变化（如拉伸强度损失）、尺寸变化、或者观察记录腐蚀形貌（评级法）来评价腐蚀程度。

核心检测标准

金属腐蚀性试验检测的规范性、可比性和可靠性高度依赖于严格遵循相关的国际、国家或行业标准：

• 盐雾试验标准：
  • 国际标准： ISO 9227 《人工大气腐蚀试验 盐雾试验》
  • 美国标准： ASTM B117 《操作盐雾（雾）装置的标准实施规程》
  • 中国标准： GB/T 10125 《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》
• 循环腐蚀试验标准：
  • 汽车行业常用： SAE J2334, GM 9540P, Ford CETP 00.00-L-467, VW PV 1210, ISO 16701 等。
  • 通用标准： ASTM D5894 《用于涂层金属的循环盐雾/紫外线曝露试验的标准实施规程》
• 大气暴露试验标准： ISO 8565 《金属和合金 大气腐蚀试验 一般要求》， ASTM G50 《金属和合金大气腐蚀试验的实施方法》等。
• 电化学测试标准： ASTM G5 《动电位阳极极化测量的标准参考试验方法》, ASTM G59 《线性极化电阻测量的标准试验方法》, ASTM G106 《电化学阻抗测量的标准实施规程》等。
• 应力腐蚀开裂标准： ASTM G36 《在沸腾氯化镁溶液中评价金属及合金抗应力腐蚀开裂的标准实施规程》, ASTM G39 《用于应力腐蚀试验的弯梁试样的制备和使用的标准实施规程》等。
• 晶间腐蚀标准： ASTM A262 《奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的检测规程》, GB/T 4334 《金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法》系列标准。
• 点蚀标准： ASTM G48 《使用三氯化铁溶液测定不锈钢及其合金耐点蚀和缝隙腐蚀的标准试验方法》等。

进行金属腐蚀性试验检测时，必须根据测试目的、材料类型、预期服役环境以及客户要求，严格选择并执行相应的标准方法，确保测试结果的科学性、准确性和可比性，为金属材料及产品的耐蚀性能评价和质量控制提供坚实保障。