[發(fā)明專利]模擬高強(qiáng)鋁合金在工業(yè)大氣環(huán)境中的剝蝕加速試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410151337.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103940728A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫霜青;胡松青;李春玲;王秀民;杜建平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 張紅鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高強(qiáng)鋁合金剝落腐蝕的模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模擬高強(qiáng)鋁合金在工業(yè)—海洋大氣環(huán)境中的剝蝕加速試驗(yàn)方法。?

背景技術(shù)

高強(qiáng)鋁合金具有高的比強(qiáng)度、優(yōu)良的可焊接性、較好的斷裂韌性，是理想的地面裝甲車輛、軍工設(shè)備、航空航天器用輕質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)材料，但其在工業(yè)-海洋大氣環(huán)境中的剝落腐蝕傾向性較大，2024高強(qiáng)鋁合金在我國(guó)工業(yè)-海洋大氣環(huán)境的青島試驗(yàn)站暴露20年后出現(xiàn)明顯的剝落腐蝕，這將導(dǎo)致材料強(qiáng)度和塑性的大幅度下降，從而降低材料的使用壽命。?

進(jìn)行戶外現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)?zāi)軌颢@得戶外自然大氣環(huán)境下的腐蝕特征與數(shù)據(jù)，從而研究材料在真實(shí)大氣環(huán)境下的腐蝕規(guī)律和影響因素，并為材料采取有效的防護(hù)措施提供依據(jù)。它的優(yōu)點(diǎn)是能反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，所得到的數(shù)據(jù)直觀、可靠，可以用來(lái)估算自然環(huán)境下金屬的腐蝕壽命。但它也存在許多難以克服的缺點(diǎn)：一是試驗(yàn)周期長(zhǎng)，長(zhǎng)期暴露實(shí)驗(yàn)一般都超過(guò)了20年，這難以對(duì)材料的耐腐蝕性進(jìn)行快速評(píng)價(jià)；二是大氣腐蝕具有復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn)，一般是多種環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，因此難以評(píng)估每個(gè)變量所起的作用。?

室內(nèi)模擬加速腐蝕試驗(yàn)受到研究者們的關(guān)注，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的模擬方法有全浸試驗(yàn)和鹽霧試驗(yàn)，國(guó)際上通常采用全浸試驗(yàn)（EXCO）來(lái)評(píng)價(jià)高強(qiáng)鋁合金的剝落腐蝕敏感性，如表1所示，Al-Cu-Mg系和Al-Zn-Cu-Mg系高強(qiáng)鋁合金采用ASTM?G34-79標(biāo)準(zhǔn)分別連續(xù)浸泡96小時(shí)和48小時(shí)，然后參照標(biāo)準(zhǔn)的照片對(duì)腐蝕情況按照級(jí)別進(jìn)行評(píng)定。?

表1?

Romans（羅曼）[判定鋁合金耐剝落腐蝕性能的一種室內(nèi)加速試驗(yàn)方法；材料研究和標(biāo)準(zhǔn)，第九卷，第11期，1969年，第31-34頁(yè)]提出了用SWAAT鹽霧試驗(yàn)（ASTM?G85-A3）對(duì)鋁合金試樣進(jìn)行剝蝕加速。SWAAT鹽霧試驗(yàn)溶液為：5%的人工海水+10ml/L?CH₃COOH，溶液pH值2.8～3.0，試驗(yàn)溫度為24～49℃，試驗(yàn)結(jié)果表明，SWAAT鹽霧試驗(yàn)?zāi)艹晒Φ膮^(qū)分合金在嚴(yán)酷的自然暴露條件下的剝蝕敏感性。Lifka?and?Spowls（利夫卡，薩普魯斯）[一種改進(jìn)的?鋁合金剝落腐蝕試驗(yàn)方法，腐蝕，第22卷，第1期，1966，第7-15頁(yè)]發(fā)明了另一種MASTMAAIS循環(huán)鹽霧加速試驗(yàn)方法，試驗(yàn)溶液為5%NaCl溶液，用CH₃COOH把溶液調(diào)pH值節(jié)至3.0。結(jié)果表明，Al-Li合金經(jīng)加速試驗(yàn)后與現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)的結(jié)果相符。MASTMAAIS試驗(yàn)與EXCO試驗(yàn)相比，更能預(yù)測(cè)長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)暴露的結(jié)果，但是循環(huán)鹽霧試驗(yàn)的設(shè)備更復(fù)雜，試驗(yàn)周期也更長(zhǎng)。?

上述兩類方法都采用目視法定性評(píng)價(jià)剝落腐蝕等級(jí)，從而確定材料的剝落腐蝕敏感性，有一定的主觀性，結(jié)果不夠精確；而且由于EXCO全浸試驗(yàn)和鹽霧試驗(yàn)不能真實(shí)的模擬真實(shí)大氣環(huán)境下高強(qiáng)鋁合金的剝落腐蝕，不能很好的預(yù)測(cè)戶外現(xiàn)場(chǎng)暴露實(shí)驗(yàn)的剝落腐蝕結(jié)果，這兩種加速試驗(yàn)方法和現(xiàn)場(chǎng)暴露結(jié)果之間的相關(guān)性不大其模擬性和重現(xiàn)性都比較差。此外，這兩種方法不能用于剝落腐蝕動(dòng)力學(xué)與規(guī)律的研究。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種模擬高強(qiáng)鋁合金在工業(yè)—海洋大氣環(huán)境中的剝蝕加速試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法研究了高強(qiáng)鋁合金在工業(yè)-海洋大氣環(huán)境因素（溫度和濕度）和污染物因素（硫酸根離子）對(duì)剝落腐蝕的影響，具有較好的模擬性，可以從實(shí)驗(yàn)室模擬加速試驗(yàn)結(jié)果近視推測(cè)出戶外長(zhǎng)期暴露剝落腐蝕試驗(yàn)的結(jié)果。?

本發(fā)明技術(shù)方案包括：?

一種模擬高強(qiáng)鋁合金在工業(yè)-海洋大氣環(huán)境中的剝落腐蝕加速試驗(yàn)方法，包括以下步驟：?

a選取高強(qiáng)鋁合金并將其按照擠壓方向進(jìn)行線切割，得長(zhǎng)方體的試樣，將所述試樣進(jìn)行預(yù)處理，得預(yù)處理后的試樣；?

b配制1mol/L的NaCl水溶液，作為電解質(zhì)溶液，將上述預(yù)處理后的試樣浸入所述電解質(zhì)溶液內(nèi)進(jìn)行恒電位預(yù)極化，得極化后的試樣；?

c將上述極化后的試樣放入蒸餾水中進(jìn)行超聲波清洗；?

d由飽和鹽溶液濕度法和烘箱法建立恒定的具有相對(duì)濕度和溫度的環(huán)境；?

f分別配制0.08～0.6mol/L的Na₂SO₄溶液和0.15～0.6mol/L的NaCl溶液，將所述Na₂SO₄溶液和NaCl溶液混合，作為浸漬溶液；?