[發明專利]一種耐候鋼銹層保護能力大小的判定方法

無效

• 申請號: 200910080987.1
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101509861A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 張明;楊善武;柳偉;賀信萊;尚成嘉;王學敏;郭暉;張文華;郭佳;殷尊
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;G01N5/02;G01N5/04
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技術領域

本發明屬于鋼鐵材料在大氣環境中的腐蝕，特別涉及耐候鋼銹層保護的判定。

背景技術

裸鋼在海洋大氣環境下抗腐蝕性能主要是依靠表面形成的穩定致密的腐蝕產物層對腐蝕進度的阻礙實現的。目前人們對腐蝕產物層這種阻礙作用的評價主要有失重法、腐蝕產物分析和電化學法。

失重法是用清除表面腐蝕產物后鋼的單位面積重量損失或單位面積上減薄量來衡量鋼材在某種環境下的腐蝕進度。這是一種評估金屬大氣腐蝕最簡單而且行之有效的宏觀分析法，能夠真實反映金屬的大氣腐蝕動力學。例如文獻“超低碳貝氏體高強度鋼的腐蝕性研究”(武漢科技大學學報(自然科學版)[J]，2008，31(2)：127-131)中報道的采用失重法為“超低碳貝氏體高強度鋼的耐海水腐蝕能力高于常用耐海水腐蝕鋼CrMoAl”這一實驗結果提供了證據；通過觀察失重或減薄曲線的斜率，可以判定鋼在這種環境中某一時刻腐蝕進度的快慢。當曲線與時間軸近似平行時，腐蝕產物中穩定致密的銹層已經形成，鋼的腐蝕過程緩慢發生。這種方法已經得到廣泛的應用，各國家也都制定了腐蝕產物清除的標準，如我國的標準GB/T?16545-1996。

腐蝕產物分析法是通過一系列手段分析腐蝕產物的組成和性能來反映其在鋼抗腐蝕方面作用的方法。一般人們都采用掃描電子顯微鏡或金相顯微鏡來觀察靠近基體的腐蝕產物層的結構和形貌，用XRD或光譜分析腐蝕產物中熱力學穩定態物質的含量，用氮吸附考察腐蝕產物顆粒大小來間接反映銹層的致密性等。例如，文獻“低合金耐候鋼在含氯離子環境中的耐腐蝕性能”(材料熱處理學報[J]，2008，29(4)：171-175)中報道采用金相顯微鏡觀察以及XRD物相分析等手段考察了低合金耐候鋼在含氯離子環境中的耐腐蝕性能；文獻“暴露2年的碳鋼與耐候鋼表面銹層分析”(腐蝕與防護[J]，2002，23(3)：97-98，101)中報道用紅外光譜法分析了暴露2年的碳鋼與耐候鋼表面銹層。

由于鋼在大氣環境下的腐蝕是電化學腐蝕，所以電化學方法在研究鋼腐蝕產物性能上也有其獨到之處。人們常采用交流阻抗法計算鋼在特定腐蝕溶液中腐蝕產物層的內阻大小，從阻礙電荷交換的能力方面來判定鋼銹層抗腐蝕能力。如文獻“近海大氣中耐侯鋼和碳鋼抗腐蝕性能的研究”(材料科學與工程[J]，2001，19(2)：12-15，25)報道對近海大氣中耐侯鋼和碳鋼抗腐蝕性能進行的研究。

然而，這些方法往往會忽視水分在腐蝕產物抗腐蝕能力中的作用。這種水分不是大量的、完全浸沒基體的宏觀水溶液，而是在大氣環境里，鋼表面腐蝕產物層中微小的水滴甚至是水分子。腐蝕產物分析法中的諸多手段都是在對腐蝕產物干燥或真空除水后進行的，目的是排除水分的干擾；而電化學方法又將材料完全浸沒腐蝕溶液中進行測定。從減少誤差的角度來看是正確的，但卻反映不出大氣環境下鋼表面腐蝕產物與微量水分結合的真實情況。

發明內容

為克服上述分析中現有判定鋼耐候性的檢測手段都忽視了水分的重要作用的不足，提出采用失重與增重相結合的方法判定腐蝕產物中水分的得失情況，不僅真實地反映耐候鋼銹層的保護能力，使判定結果更加真實可靠，而且過程更加簡單易行。

本方法的步驟如下：

(1)脫水測試

將經濕潤環境濕潤12小時以上的不同鋼種腐蝕后試樣稱重并記錄為m_j后進行脫水測試，即在50～95℃的恒溫干燥箱或干燥皿中進行干燥，每1～12小時取樣一次，稱重量并根據鋼號記錄為m_ji，i是取樣次數，j是鋼種編號，腳標下同；采用公式：

Mji=mj-mjiSj]]>

計算每次單位面積腐蝕產物的脫水量M_ji，其中，S是各原始鋼樣的表面積；分別作出各鋼樣的M_ji-t(時間)的曲線圖，通過曲線的斜率判定腐蝕產物脫水的難易，當M_ji-t曲線與時間軸大致平行或曲線足以區別各個鋼種時，脫水測試結束。

(2)吸水測試