金屬材料腐蝕：影響因素、危害及測(cè)試方法

金屬腐蝕是指金屬材料在周圍介質(zhì)的作用下發(fā)生損壞的現(xiàn)象。這種損壞通常是由于金屬表面與環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致金屬原子失去電子，轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘧B(tài)（離子態(tài)）。

最常見(jiàn)的腐蝕形態(tài)是金屬的銹蝕。例如，鐵制品生銹形成紅棕色的鐵銹（Fe?O?·xH?O），鋁制品表面出現(xiàn)白斑（Al?O?），銅制品表面產(chǎn)生銅綠[Cu?(OH)?CO?]，銀器表面變黑（Ag?S、Ag?O）等。這些現(xiàn)象不僅影響金屬材料的外觀，更對(duì)其性能和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重危害。

金屬腐蝕的危害

金屬腐蝕對(duì)金屬材料的性能和使用壽命有著極其嚴(yán)重的危害。首先，腐蝕會(huì)顯著降低金屬材料的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、塑性和韌性。這些性能的下降會(huì)導(dǎo)致金屬構(gòu)件在使用過(guò)程中更容易發(fā)生斷裂或變形。其次，腐蝕還會(huì)破壞金屬構(gòu)件的幾何形狀，增加零件之間的磨損，進(jìn)一步影響設(shè)備的正常運(yùn)行。此外，腐蝕還會(huì)惡化金屬的電學(xué)和光學(xué)等物理性能。例如，腐蝕后的金屬表面可能會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率下降或光學(xué)反射率降低。更為嚴(yán)重的是，金屬腐蝕可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因金屬腐蝕造成的鋼鐵損失約占當(dāng)年鋼產(chǎn)量的10%~20%，而金屬腐蝕事故引起的停產(chǎn)、停電等間接損失更是難以估量。

影響金屬腐蝕的因素

金屬腐蝕是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，受到多種因素的共同影響。其中，應(yīng)力交變速度、介質(zhì)溫度、介質(zhì)成分、材料尺寸、加工和熱處理等是主要的影響因素。此外，材料表面的損傷或較低的粗糙度所產(chǎn)生的應(yīng)力集中，會(huì)使疲勞極限下降，從而也會(huì)降低疲勞強(qiáng)度

金屬材料腐蝕測(cè)試方法

為了評(píng)估金屬材料的耐腐蝕性能，通常采用腐蝕測(cè)試方法。其中，鹽霧試驗(yàn)是一種常用的加速腐蝕試驗(yàn)方法

鹽霧試驗(yàn)通過(guò)在特制的鹽霧箱中將飽和空氣的鹽水溶液連續(xù)或間斷地以霧狀噴出，使鹽霧沉降在試樣上形成極薄的液膜。由于不斷有新的鹽霧落到試樣上，從而加速了試樣的腐蝕過(guò)程。根據(jù)不同的試驗(yàn)條件和目的，鹽霧試驗(yàn)主要分為以下幾種類型：

1. 銅鹽加速醋酸鹽霧測(cè)試（CASS）

在ASS測(cè)試中加入少量氯化銅，提高溫度至50℃，腐蝕速度是NSS測(cè)試的8倍。CASS測(cè)試是一種更為嚴(yán)酷的加速腐蝕測(cè)試，能夠更快地評(píng)估材料的耐腐蝕性能。

2.中性鹽霧試驗(yàn)（NSS試驗(yàn)）中性鹽霧試驗(yàn)是最早出現(xiàn)且目前應(yīng)用領(lǐng)域最廣的一種加速腐蝕試驗(yàn)方法。它采用5%的氯化鈉鹽水溶液，溶液的pH值調(diào)在中性范圍（6-7）作為噴霧用的溶液。試驗(yàn)溫度通常為35℃，要求鹽霧的沉降率在1-2ml/80cm2·h之間。這種試驗(yàn)方法能夠模擬金屬材料在中性環(huán)境下的腐蝕情況，適用于評(píng)估金屬材料在一般大氣環(huán)境中的耐腐蝕性能。訊科實(shí)驗(yàn)室擁有豐富的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，能夠針對(duì)不同材料的特性提供專業(yè)的分析和建議，幫助客戶選擇最合適的測(cè)試方案。

3. 醋酸鹽霧測(cè)試（ASS）

在中性鹽霧測(cè)試的基礎(chǔ)上，加入冰醋酸使溶液pH值降至3左右，形成酸性環(huán)境，腐蝕速度是NSS測(cè)試的3倍。這種測(cè)試方法適用于評(píng)估在酸性環(huán)境下材料的耐腐蝕性能。

4. 交變鹽霧測(cè)試

結(jié)合中性鹽霧測(cè)試和濕熱測(cè)試，模擬產(chǎn)品在鹽霧和濕熱交替環(huán)境下的性能變化。這種測(cè)試主要用于評(píng)估空腔型整機(jī)產(chǎn)品的耐腐蝕性能，如電子設(shè)備等。

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