CN114486696A - 一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,主要步骤包括:步骤一、从待试验方法中筛选出采用间浸腐蚀试验方法进行晶间腐蚀试验;其中待试验方法包括盐雾腐蚀试验、全浸腐蚀试验、间浸腐蚀试验,其中间浸腐蚀试验采用正交试验获取最优试验参数;步骤二、试样的设计;试样分为块状试样和片状试样;步骤三、进行高锰钢晶间腐蚀试验,取块状试样以及片状试样,按步骤一得到的间浸腐蚀试验的最优试验参数进行试验;步骤四、高锰钢晶间腐蚀性能评价,其评价指标为:①腐蚀产物及锈层分析:②腐蚀速率;③局部腐蚀深度;④弯曲形貌;⑤拉伸性能。
Description
技术领域
本发明属于检测技术领域,具体涉及一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法。
背景技术
高锰奥氏体钢是指含有大量锰成分,在环境温度和工作温度中保持奥氏体相的钢,由于高锰钢低廉的价格和优异的低温塑韧性,被业界认为将取代传统低温材料,广泛应用于海洋船舶、低温压力容器等领域。与目前广泛应用的9Ni钢相比,高锰钢的低温强度、韧性、耐疲劳性、耐腐蚀性等性能均相差不大,且其塑性远优于9Ni钢。在成本上,金属锰的价格仅为镍的1/10~1/6左右,高锰钢代替9Ni钢用于LNG储罐等低温领域,可以大大降低生产成本,对于富锰贫镍的我国意义重大。
LNG储罐在投入使用前的海水试压过程以及使用过程中的外罐外侧防腐涂料脱落等都会造成高锰钢材直接与海水或海洋大气中的Cl-接触,从而导致高锰钢存在腐蚀破坏的可能性。如果罐体发生晶间腐蚀,在拉应力(罐体内应力)作用下可能会发生开裂,LNG泄露造成能源浪费,甚至造成较大安全事故。因此,CCS通函(MSC.1/Circ.1599通函——用于低温环境的高锰奥氏体钢应用临时指南)要求对高锰钢的晶间腐蚀性进行测试,并推荐了相关标准。通函推荐的测试标准是ASTM A262E法,这是一种针对奥氏体不锈钢的热酸煮沸试验方法。高锰钢采用该方法进行试验后,试样会发生大面积的全面腐蚀,造成很大程度的尺寸减薄,因此,该方法不适用于评价高锰钢的晶间腐蚀性能。目前,国内外均没有针对高锰钢这种无钝化膜金属的晶间腐蚀测试标准方法,导致试验室无法开展相关试验。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,可对高锰钢的晶间腐蚀性能进行综合评价。
本发明通过以下技术方案来实现:
一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,主要步骤包括:
步骤一、从待试验方法中筛选出采用间浸腐蚀试验方法进行晶间腐蚀试验;
其中待试验方法包括盐雾腐蚀试验、全浸腐蚀试验、间浸腐蚀试验,其中间浸腐蚀试验采用正交试验获取最优试验参数;
步骤二、试样的设计;试样分为块状试样和片状试样;
步骤三、进行高锰钢晶间腐蚀试验
取块状试样以及片状试样,按步骤一得到的间浸腐蚀试验的最优试验参数进行试验;
步骤四、高锰钢晶间腐蚀性能评价
其评价指标为:
①腐蚀产物及锈层分析;
②腐蚀速率;
③局部腐蚀深度;
④弯曲形貌;
⑤拉伸性能。
优选的,盐雾腐蚀试验参照GB/T 10125-2012进行,试验温度为35℃,介质为质量分数为5%的NaCl溶液,试验时间为30天,在中性盐雾试验条件下,局部腐蚀深度较间浸环境较小,排除盐雾腐蚀试验方法。
优选的,全浸腐蚀试验参照ASTM G31-12a进行,试验温度为27℃、35℃和40℃三个水平,溶液选取3.5%NaCl溶液和3.5% NaCl+0.25%Na2S2O8溶液,试验时间均为30天,在全浸试验条件下,添加氧化剂Na2S2O8的腐蚀速率远大于未添加氧化剂条件,但局部腐蚀形貌均为点腐蚀,且局部腐蚀深度较间浸环境较小,排除全浸腐蚀试验方法。
优选的,间浸腐蚀参照GB/T 19746-2005进行,所述正交试验为四因素三水平正交试验,影响因素包括:温度、湿度、干湿比、时间。
优选的,正交试验具体为:温度包含27℃、35℃和40℃三个水平,湿度包含45%、85%和95%三个水平,干湿比包含1:1、3:1和5:1三个水平,时间包括3天、7天和10天三个水平,腐蚀溶液有两种,一种为模拟海水,即质量分数为3.5%的NaCl溶液,另一种为质量分数为3.5%NaCl+0.25%Na2S2O8溶液。
优选的,正交试验得到最优试验参数为:温度为40℃、湿度为85%、干湿比为1:1、试验时间为10天,试验溶液选用质量分数为3.5%的NaCl溶液。
优选的,腐蚀产物及锈层分析的具体方法为:块状试样腐蚀试验完成后,不清洗,收集腐蚀产物,对腐蚀产物进行X射线分析,确定腐蚀产物成分,同时观察腐蚀产物形貌,测定锈层深度。
优选的,测腐蚀速率的具体方法为:块状试样腐蚀试验完成后,对块状试样进行清洗干燥后称重,通过试样腐蚀前后的质量变化及暴露面积计算试样的平均腐蚀速率,单位转化为mm/年,即试样每年减薄的量,通过全面腐蚀速率表征试样局部腐蚀程度。
优选的,测局部腐蚀深度的具体方法为:试验完成后,将块状试样沿垂直变形方向切开,对截面进行磨制抛光,不经侵蚀,在金相显微镜下测量试样局部腐蚀深度。
优选的,弯曲形貌测试方法为:片状试样腐蚀试验完成后,采用直径为试样厚度的压头对片状试样进行弯曲试验,观察弯曲部位外表面是否产生裂纹;
拉伸性能测试方法为:先将腐蚀后的片状试样进行加工处理,将其加工为拉伸试样,厚度方向不加工,测定平行段宽度和腐蚀后的试样厚度,而后在拉伸试验机上测定试样拉伸强度、屈服强度和伸长率力学性能。
本发明的有益效果在于:
本发明设计了一种用于高锰钢晶间腐蚀行为评价的试验程序,通过验证,该方法的有效性较高。结合腐蚀产物及锈层分析、腐蚀速率、腐蚀深度、弯曲形貌、拉伸性能等指标,可对高锰钢的晶间腐蚀性能进行综合评价。同时,该方法也可用于评价高锰钢的点腐蚀等局部腐蚀行为。
附图说明
图1是本发明性能评价方法的步骤流程图;
图2试样不经侵蚀的晶间腐蚀形貌;
图3试样侵蚀的晶间腐蚀形貌。
具体实施方式
下面根据附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
金属材料发生晶间腐蚀的本质是晶界和晶内存在较大的电化学差异,从而在腐蚀(或服役)环境下产生以晶界腐蚀为主的腐蚀现象。高锰钢的金相组织表现为奥氏体组织+晶界析出相,材料晶粒和晶界存在较大差异,其在理论上存在晶间腐蚀敏感性。如何表征材料的晶间腐蚀敏感性,需从扩大材料晶内和晶界在腐蚀溶液中的耐蚀性差异考虑。由于没有标准可循,腐蚀溶液的选择要结合材料的实际服役情况。因此,高锰钢的晶间腐蚀性能评价需以海水或海洋大气为主要腐蚀剂。海水(海洋大气)为极弱碱性环境下的混合盐水溶液,以氯化物为主。梳理国内外的材料晶间腐蚀测试标准(针对铝合金、不锈钢等)发现,晶间腐蚀试剂通常为腐蚀剂+氧化剂,使材料晶内、晶界处于不同的电位区间,如晶界在活化区或过钝化区而晶内处于钝化区,从而使材料表现出晶间腐蚀。因此,可从添加氧化剂(比如,Na2S2O8)方面考虑来确定晶间腐蚀溶液。
金属材料在海洋环境服役,根据其区域不同,海洋环境可分为海洋大气环境(海平面以上)、潮差区环境(涨潮退潮)、全浸区环境(海平面以下),各区域材料的腐蚀情况不同,这是由于温度、湿度、O2含量等存在较大差异。针对以上环境,在实验室进行中性盐雾腐蚀试验(模拟海洋大气环境),间浸腐蚀试验(模拟潮差区环境)和全浸腐蚀试验(模拟全浸区环境)。重点设计间浸腐蚀试验,由于温度影响试样腐蚀的速度,湿度和干湿比调整试样的干燥时间和湿润状态,可改变试样表面液膜的氧含量,改变锈层特征,从而对腐蚀结果产生较大影响。由于影响因素较多,设计了正交试验。对各种环境下的腐蚀结果进行分析,可筛选出高锰钢腐蚀最为严重的试验方法和参数。
一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,主要步骤包括:
步骤一、从待试验方法中筛选出采用间浸腐蚀试验方法进行晶间腐蚀试验;
其中待试验方法包括盐雾腐蚀试验、全浸腐蚀试验、间浸腐蚀试验,其中间浸腐蚀试验采用正交试验获取最优试验参数;
步骤二、试样的设计;试样分为块状试样和片状试样;块状试样的尺寸为40×25×10mm,其中40mm方向为变形方向;片状试样的尺寸为100×20×3mm,其中100mm方向为变形方向;
步骤三、进行高锰钢晶间腐蚀试验
取块状试样以及片状试样,按步骤一得到的间浸腐蚀试验的最优试验参数进行试验;
步骤四、高锰钢晶间腐蚀性能评价
其评价指标为:
①腐蚀产物及锈层分析:
②腐蚀速率;
③局部腐蚀深度;
④弯曲形貌;
⑤拉伸性能。
优选的,盐雾腐蚀试验参照GB/T 10125-2012进行,试验温度为35℃,介质为质量分数为5%的NaCl溶液,试验时间为30天,在中性盐雾试验条件下,局部腐蚀深度较间浸环境较小,排除盐雾腐蚀试验方法。
优选的,全浸腐蚀试验参照ASTM G31-12a进行,试验温度为27℃、35℃和40℃三个水平,溶液选取3.5%NaCl溶液和3.5% NaCl+0.25%Na2S2O8溶液,试验时间均为30天,在全浸试验条件下,添加氧化剂Na2S2O8的腐蚀速率远大于未添加氧化剂条件,但局部腐蚀形貌均为点腐蚀,且局部腐蚀深度较间浸环境较小,排除全浸腐蚀试验方法。
优选的,间浸腐蚀参照GB/T 19746-2005进行,所述间浸腐蚀正交试验为四因素三水平正交试验,影响因素包括:温度、湿度、干湿比、时间。
优选的,正交试验具体为:温度包含27℃、35℃和40℃三个水平,湿度包含45%、85%和95%三个水平,干湿比包含1:1、3:1和5:1三个水平,时间包括3天、7天和10天三个水平,腐蚀溶液有两种,一种为模拟海水,即质量分数为3.5%的NaCl溶液,另一种为质量分数为3.5%NaCl+0.25%Na2S2O8溶液。
优选的,正交试验得到最优试验参数为:温度为40℃、湿度为85%、干湿比为1:1、试验时间为10天,试验溶液选用质量分数为3.5%的NaCl溶液来模拟海洋环境。
优选的,腐蚀产物及锈层分析的具体方法为:块状试样腐蚀试验完成后,不清洗,收集腐蚀产物,对腐蚀产物进行X射线分析,确定腐蚀产物成分,同时观察腐蚀产物形貌,测定锈层深度。
优选的,测腐蚀速率的具体方法为:块状试样腐蚀试验完成后,对块状试样进行清洗干燥后称重,通过试样腐蚀前后的质量变化及暴露面积计算试样的平均腐蚀速率,单位转化为mm/年,即试样每年减薄的量,通过全面腐蚀速率表征试样局部腐蚀程度,清洗的具体步骤为:先在流动水下用软毛刷擦洗,而后将试样在除锈剂中浸泡直至试样表面干净,再采用清水洗净后用酒精除油,冷风吹干,除锈剂的配置方法为500mL浓盐酸+500mL高纯水+3.5g六次甲基四铵。
优选的,测局部腐蚀深度的具体方法为:试验完成后,将块状试样沿垂直变形方向切开,对截面进行磨制抛光,不经侵蚀,在金相显微镜下测量试样局部腐蚀深度。
优选的,弯曲形貌测试方法为:片状试样腐蚀试验完成后,采用直径为试样厚度的压头对片状试样进行弯曲试验,观察弯曲部位外表面是否产生裂纹;
拉伸性能测试方法为:先将腐蚀后的片状试样进行加工处理,将其加工为拉伸试样,拉伸试样的平行段长度为32mm,宽度为6mm,厚度方向不加工(仍为3mm),测定平行段宽度和腐蚀后的试样厚度,而后在拉伸试验机上测定试样拉伸强度、屈服强度和伸长率力学性能。
具体实施例如下:
对某钢厂产30mm厚高锰钢板进行晶间腐蚀性能评价。
如图1所示,按步骤一,首先进行高锰钢晶间腐蚀试验方法的筛选。
加工试样尺寸为40×25×10mm的试样30件,分别进行盐雾腐蚀试验、全浸腐蚀试验、间浸腐蚀试验。
盐雾腐蚀试验参照GB/T 10125-2012进行,试验温度为35℃,介质为质量分数为5%的NaCl溶液,试验时间为30天,经过30天中性盐雾腐蚀试验后得到的腐蚀速率为0.094g/(m2·h),腐蚀形貌为点腐蚀,最大局部腐蚀深度为100μm;
间浸腐蚀参照GB/T 19746-2005进行,其存在温度、湿度、干湿比、试验时间和腐蚀介质等众多影响因素,设计正交试验,温度包含27℃、35℃和40℃三个水平,湿度包含45%、85%和95%三个水平,干湿比包含1:1、3:1和5:1三个水平,时间包括3天、7天和10天三个水平,这四种因素设计正交试验,共进行9批次试验。腐蚀溶液有两种,一种为模拟海水,即质量分数为3.5%的NaCl溶液,另一种为质量分数为3.5% NaCl+0.25%Na2S2O8溶液,间浸腐蚀试验共进行(9×2)批次。具体的正交试验设计表见表1。
表1 正交试验设计表
间浸腐蚀试验结果见表2,间浸腐蚀正交试验结果分析见表3和表4;
表2 间浸腐蚀试验结果
表3 添加氧化剂条件下的正交试验分析结果(极差分析法)
表4 未添加氧化剂条件下的正交试验分析结果(极差分析法)
由表2可见,在不同间浸腐蚀条件下,试样均产生较大的腐蚀失重,且产生点腐蚀或晶间腐蚀等局部腐蚀形貌。由表3以腐蚀速率指标的分析结果可见,在添加氧化剂条件下,湿度为主影响因素,对结果影响最大,干湿比其次,温度最小。由表4以腐蚀速率指标的分析结果可见,在未添加氧化剂条件下,影响因素一致。由上可知,在相同的间浸试验环境下,添加氧化剂与否对腐蚀速率影响不大。因此,为简化试验,选择未添加氧化剂环境作为后续试验,而后选择优化水平(见表4),A3B1C3即温度为40℃、湿度为45%、干湿比为1:1。
(由于腐蚀初期腐蚀速率较快,腐蚀后期腐蚀产物对试样有一定的保护作用,延长时间会降低试样的平均腐蚀速率,此处不考虑试验时间因素。)
为获得晶间腐蚀形貌,把腐蚀形貌为点腐蚀的试验结果定义为0,把腐蚀形貌为晶间腐蚀或含裂纹的试验结果定义为1,并对正交试验结果进行分析。由表4以腐蚀形貌为指标的分析结果可见,在未添加氧化剂条件下,湿度为主因素,对结果影响最大,干湿比和温度次之,其优化水平为(A1或A3)B2(C1或C3)。结合腐蚀速率指标,温度和干湿比可选择A3C3无异议,但湿度优化水平不一致,当选取B1时,腐蚀速率结果比选取B2高32%,腐蚀形貌结果比选取B2低33%。鉴于晶间腐蚀或者裂纹对材料使用性能影响更大,此处选择以腐蚀形貌为主结果,因此,最优化水平应取下列组合:A3B2C3即温度为40℃、湿度为85%、干湿比为1:1。由于时间对腐蚀形貌的影响不大,为保证试样得到充分的腐蚀,时间选择10天。
全浸腐蚀试验参照ASTM G31-12a进行,试验温度为27℃、35℃和40℃三个水平,溶液为也参照间浸环境,选取3.5%NaCl溶液和3.5% NaCl+0.25%Na2S2O8溶液,试验时间均为30天,共进行6批次试验。全浸腐蚀试验结果见表5。
表5 全浸腐蚀试验结果
由表5可见,在全浸试验条件下,添加氧化剂的腐蚀速率远大于未添加氧化剂条件,但局部腐蚀形貌均为点腐蚀,且局部腐蚀深度较间浸环境小的多,因此,排除全浸腐蚀试验方法,同理,可排除盐雾腐蚀试验方法。
按照步骤二,进行高锰钢晶间腐蚀试样设计,一种试样尺寸为40×25×10mm,其中40mm方向为变形方向;一种试样尺寸为100×20×3mm,100mm方向为变形方向,同时对腐蚀后的部分试样进行加工处理,将其加工为拉伸试样,试样平行段长度为32mm,宽度为6mm,厚度方向不加工(为表征晶间腐蚀对材料使用性能的影响,另单独加工2件相同尺寸的拉伸试样,不经腐蚀,作为空白对比试样)。
按照步骤三,进行高锰钢晶间腐蚀试验。取4件尺寸为40×25×10mm的块状试样,取4件尺寸为100×20×3mm的片状试样,开启贝尔提拉式间浸腐蚀装置,配置质量分数为3.5%的NaCl溶液,设置好试验参数(温度为40℃、湿度为85%、干湿比为1:1、时间为10天),进行间浸腐蚀试验。试验完成以后,将试样取出,收集腐蚀产物,在流动水下用软毛刷擦洗,而后将试样在除锈剂中浸泡直至试样表面干净,而后采用清水洗净,酒精除油,冷风吹干,放置于干燥器中待用(其中1件40×25×10mm的块状试样不清洗,留作腐蚀形貌观察和锈层深度测试)。
按照步骤四,对高锰钢晶间腐蚀行为进行评价。
对于尺寸为40×25×10mm的块状试样,腐蚀试验完成后,首先,采用扫描电镜观察试样表面形貌。试样表层为疏松的腐蚀产物,X射线分析表明其物相主要为Fe3O4和γ-FeO(OH),内层较致密的腐蚀产物为α-FeO(OH)。通过金相显微镜测定锈层深度,最大锈层深度为70μm。其次,对试样进行清洗干燥后称重,通过试样腐蚀前、后的质量变化及暴露面积计算试样的平均腐蚀速率,其平均腐蚀速率为1.9mm/年。最后,将试样沿垂直变形方向切开,对截面进行磨制抛光,不经侵蚀,在金相显微镜下测量试样局部腐蚀深度,具体见图2、图3,由图可见,在试样表面观察到了局部晶间腐蚀形貌,经测量其最大晶间腐蚀深度达100μm(经过平均腐蚀速率测算,试验时间内,试样平均减薄量约为50μm,补偿50μm后,局部晶间腐蚀深度可确定为150μm)。
对于尺寸为100×20×3mm的片状试样,腐蚀试验完成后,采用直径为试样厚度的压头对其中2件试样进行弯曲,弯曲部位外表面均未产生裂纹。将另2件腐蚀后的试样加工为拉伸试样,测定平行段宽度和腐蚀后的试样厚度,在拉伸试验机上测定试样的拉伸性能,同时将2件相同尺寸的空白试样在相同试验条件下拉伸与之进行对比,结果表明,试样的抗拉强度、屈服强度和伸长率等常规力学性能未发生明显变化,晶间腐蚀指数(腐蚀试验后试样的力学性能指标与空白试样的相应力学性能指标之比)大于95%,均符合CCS通函中的力学性能要求。
由以上结果可知,高锰钢在模拟海水中主要发生Fe的电化学反应,而Cl-的存在加速了反应进程,浸泡初期,试样表面形成无数个腐蚀微电池,Fe作阳极,溶解氧作阴极,试样表面产生疏松的锈层,在周期干湿交替的腐蚀环境下,腐蚀产物由Fe3O4和γ-FeO(OH)逐渐转变为α-FeO(OH),腐蚀产物变得致密,阻挡了腐蚀的进一步发生,这正是平均腐蚀速率随着试验时间的延长而逐渐下降的原因。经过10天腐蚀试验后,试样的年化腐蚀速率为1.9mm/年,鉴于致密锈层对腐蚀的阻挡作用,实际年腐蚀率应小于计算得到的1.9mm/年。考虑局部区域腐蚀速率较快,可计算得到局部腐蚀年化腐蚀率为150化腐/10*365天=5.475mm。弯曲结果和拉伸结果表明材料使用性能未发生明显变化。
综上所述,某钢厂产30mm厚高锰钢板在模拟海水中发生了全面腐蚀,同时局部发生了晶间腐蚀,但局部腐蚀不影响材料的使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:主要步骤包括:
步骤一、从待试验方法中筛选出采用间浸腐蚀试验方法进行晶间腐蚀试验;
其中待试验方法包括盐雾腐蚀试验、全浸腐蚀试验、间浸腐蚀试验,其中间浸腐蚀试验采用正交试验获取最优试验参数;
步骤二、试样的设计;试样分为块状试样和片状试样;
步骤三、进行高锰钢晶间腐蚀试验
取块状试样以及片状试样,按步骤一得到的间浸腐蚀试验的最优试验参数进行试验;
步骤四、高锰钢晶间腐蚀性能评价
其评价指标为:
①腐蚀产物及锈层分析;
②腐蚀速率;
③局部腐蚀深度;
④弯曲形貌;
⑤拉伸性能。
2.根据权利要求1所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:盐雾腐蚀试验参照GB/T 10125-2012进行,试验温度为35℃,介质为质量分数为5%的NaCl溶液,试验时间为30天,在中性盐雾试验条件下,局部腐蚀深度较间浸环境较小,排除盐雾腐蚀试验方法。
3.根据权利要求1所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:全浸腐蚀试验参照ASTM G31-12a进行,试验温度为27℃、35℃和40℃三个水平,溶液选取3.5%NaCl溶液和3.5% NaCl+0.25%Na2S2O8溶液,试验时间均为30天,在全浸试验条件下,添加氧化剂Na2S2O8的腐蚀速率远大于未添加氧化剂条件,但局部腐蚀形貌均为点腐蚀,且局部腐蚀深度较间浸环境较小,排除全浸腐蚀试验方法。
4.根据权利要求1所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:间浸腐蚀试验参照GB/T 19746-2005进行,所述正交试验为四因素三水平正交试验,影响因素包括:温度、湿度、干湿比、时间。
5.根据权利要求1或4所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:正交试验具体为:温度包含27℃、35℃和40℃三个水平,湿度包含45%、85%和95%三个水平,干湿比包含1:1、3:1和5:1三个水平,时间包括3天、7天和10天三个水平,腐蚀溶液有两种,一种为模拟海水,即质量分数为3.5%的NaCl溶液,另一种为质量分数为3.5% NaCl+0.25%Na2S2O8溶液。
6.根据权利要求1或4所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:正交试验得到最优试验参数为:温度为40℃、湿度为85%、干湿比为1:1、试验时间为10天,试验溶液选用质量分数为3.5%的NaCl溶液。
7.根据权利要求1所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:腐蚀产物及锈层分析的具体方法为:块状试样腐蚀试验完成后,不清洗,收集腐蚀产物,对腐蚀产物进行X射线分析,确定腐蚀产物成分,同时观察腐蚀产物形貌,测定锈层深度。
8.根据权利要求1所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:测腐蚀速率的具体方法为:块状试样腐蚀试验完成后,对块状试样进行清洗干燥后称重,通过试样腐蚀前后的质量变化及暴露面积计算试样的平均腐蚀速率,单位转化为mm/年,即试样每年减薄的量,通过全面腐蚀速率表征试样局部腐蚀程度。
9.根据权利要求1所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:测局部腐蚀深度的具体方法为:试验完成后,将块状试样沿垂直变形方向切开,对截面进行磨制抛光,不经侵蚀,在金相显微镜下测量试样局部腐蚀深度。
10.根据权利要求1所述的一种高锰钢的晶间腐蚀性能评价方法,其特征在于:弯曲形貌测试方法为:片状试样腐蚀试验完成后,采用直径为试样厚度的压头对片状试样进行弯曲试验,观察弯曲部位外表面是否产生裂纹;
拉伸性能测试方法为:先将腐蚀后的片状试样进行加工处理,将其加工为拉伸试样,厚度方向不加工,测定平行段宽度和腐蚀后的试样厚度,而后在拉伸试验机上测定试样拉伸强度、屈服强度和伸长率力学性能。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111982705A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-24 | 鞍钢股份有限公司 | 经济型抗h2s-co2油井管的应力腐蚀性能测试方法 |
CN115479836A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种盐雾腐蚀试验评价方法、***、设备以及存储介质 |
CN115718061A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-02-28 | 中国特种设备检测研究院 | 一种耐热钢材料腐蚀层评价方法、***及设备 |
CN115824937A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-03-21 | 福建福清核电有限公司 | 一种滨海核电厂腐蚀试验监测方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101464247A (zh) * | 2007-12-21 | 2009-06-24 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种天然海水模拟加速材料腐蚀的间浸腐蚀试验方法 |
JP2009216652A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Kobe Steel Ltd | 塗膜耐食性評価装置および塗膜耐食性評価方法 |
CN105699280A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-22 | 钢铁研究总院 | 模拟耐候钢在高湿热海洋大气中腐蚀的方法 |
CN106896052A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-06-27 | 北京航空航天大学 | 一种铝合金海水加速腐蚀试验方法 |
CN109253966A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-22 | 北京科技大学 | 模拟不锈钢在工业海洋大气环境下腐蚀过程的试验方法 |
CN113390777A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-14 | 中国科学院金属研究所 | 一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法 |
-
2021
- 2021-11-29 CN CN202111431032.3A patent/CN114486696A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101464247A (zh) * | 2007-12-21 | 2009-06-24 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种天然海水模拟加速材料腐蚀的间浸腐蚀试验方法 |
JP2009216652A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Kobe Steel Ltd | 塗膜耐食性評価装置および塗膜耐食性評価方法 |
CN105699280A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-22 | 钢铁研究总院 | 模拟耐候钢在高湿热海洋大气中腐蚀的方法 |
CN106896052A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-06-27 | 北京航空航天大学 | 一种铝合金海水加速腐蚀试验方法 |
CN109253966A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-22 | 北京科技大学 | 模拟不锈钢在工业海洋大气环境下腐蚀过程的试验方法 |
CN113390777A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-14 | 中国科学院金属研究所 | 一种模拟海岸大气腐蚀过程的室内干湿交替加速试验方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
夏昕鸣等: "模拟南海大气环境下耐候钢腐蚀性能研究", 装备环境工程, vol. 15, no. 03, pages 39 - 44 * |
郭娟等: "海洋干湿交替环境下电偶腐蚀及其研究方法进展", 装备环境工程, vol. 9, no. 05, pages 67 - 70 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111982705A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-24 | 鞍钢股份有限公司 | 经济型抗h2s-co2油井管的应力腐蚀性能测试方法 |
CN115479836A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种盐雾腐蚀试验评价方法、***、设备以及存储介质 |
CN115824937A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-03-21 | 福建福清核电有限公司 | 一种滨海核电厂腐蚀试验监测方法 |
CN115824937B (zh) * | 2022-11-24 | 2024-06-11 | 福建福清核电有限公司 | 一种滨海核电厂腐蚀试验监测方法 |
CN115718061A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-02-28 | 中国特种设备检测研究院 | 一种耐热钢材料腐蚀层评价方法、***及设备 |
CN115718061B (zh) * | 2022-11-25 | 2024-05-03 | 中国特种设备检测研究院 | 一种耐热钢材料腐蚀层评价方法、***及设备 |
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