人工大氣中的腐蝕試驗——包含暴露在腐蝕促進性氣體中、中性鹽

1、人工大氣中的腐蝕試驗包含暴露在腐蝕促進性氣體中、中性鹽霧以及干燥交替過程的加速腐蝕試驗Corrosion tests in artificial atmospheres Accelerated corrosion tests involving alternate exposure to corrosion-promoting gases,neutral salt-spray and drying（ISO21207：2004，IDT）（征求意見稿）中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T ××××××××/ ISO2120

2、7：2004ICS 77 .060H 25××××-××-××發(fā)布××××-××-××實施中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會 發(fā)布前 言本標(biāo)準(zhǔn)等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO21207：2004人工大氣中的腐蝕試驗包括暴露在腐蝕促進性氣體中、中性鹽霧噴射以及干燥交替過程的加速腐蝕試驗（英文版）。本標(biāo)準(zhǔn)等同翻譯ISO21207：2004為便于使用，本標(biāo)準(zhǔn)作了下列編輯性修改：刪除國際標(biāo)準(zhǔn)目次、前言。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為資料性

3、附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國科學(xué)院金屬研究所，冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院，國家材料環(huán)境腐蝕野外科學(xué)研究試驗站網(wǎng)綜合研究中心。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人： 引言金屬材料無論在有無腐蝕防護情況下的腐蝕均受到許多環(huán)境因素的影響，并且這些因素的重要性應(yīng)隨著金屬材料的種類和環(huán)境的類型而變化。設(shè)計實驗室試驗的目的是模擬能加速金屬材料腐蝕的最重要因素的作用。本標(biāo)準(zhǔn)中描述的加速腐蝕試驗方法A和B，是設(shè)計用來模擬和強化暴露在含鹽污染條件和來自工業(yè)的腐蝕促進性氣體或可能促進腐蝕的交通環(huán)境中的戶外氣候的環(huán)境影響。試驗方法A模擬的是較溫和的侵蝕性的交通環(huán)境，驗方法B

4、模擬的是較苛刻的工業(yè)或交通環(huán)境。試驗方法A包含試驗樣品暴露如下試驗周期：a) 用質(zhì)量分數(shù)5的NaCl溶液在35下進行中性鹽霧試驗GB/T101252h，然后在標(biāo)準(zhǔn)實驗室環(huán)境中干燥22h。b) 在相對濕度95、溫度25包含NO2和SO2的混合腐蝕促進性氣體的試驗氣氛中暴露120h, NO2和SO2體積分數(shù)分別為1.5×10-6和0.5×10-6,在標(biāo)準(zhǔn)實驗室環(huán)境中干燥24h。試驗方法B包含試驗樣品暴露如下試驗周期：a) 用質(zhì)量分數(shù)5的NaCl溶液在35下進行中性鹽霧試驗GB/T101252h,然后在標(biāo)準(zhǔn)實驗室環(huán)境中干燥22h。b) 在相對濕度95、溫度25包含NO2和SO2的

5、混合腐蝕促進性氣體的試驗氣氛中暴露48h, NO2和SO2體積分數(shù)分別為10×10-6和5×10-6, c) 重復(fù)步驟a)。d) 在相對濕度95、溫度25包含NO2和SO2的混合腐蝕促進性氣體的試驗氣氛中暴露72h, NO2和SO2體積分數(shù)分別為10×10-6和5×10-6。獲得的結(jié)果不允許作為可能在整個環(huán)境條件范圍內(nèi)使用的試驗產(chǎn)品的抗腐蝕性結(jié)論。人工大氣中的腐蝕試驗包含暴露在腐蝕促進性氣體中、中性鹽霧以及干燥交替過程的加速腐蝕試驗1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種加速腐蝕試驗方法，用來評價在氯離子和腐蝕促進性氣體有顯著影響的環(huán)境下的金屬產(chǎn)品的抗腐蝕性，這些氯離子

6、來自海洋環(huán)境中的氯化鈉或者冬季道路上的去冰鹽，腐蝕促進性氣體來自工業(yè)或交通對空氣的污染。本標(biāo)準(zhǔn)詳細指定了進行腐蝕加速試驗的儀器和步驟。這些方法尤其適合評價敏感金屬產(chǎn)品的抗腐蝕性，比如在交通或工業(yè)環(huán)境中服役的電子元件。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。ISO1337:1980,精練銅最低銅含量99.85精練產(chǎn)品的化學(xué)組成和形態(tài)GB/T16545-1996 金屬和

7、合金的腐蝕 腐蝕試驗試樣上腐蝕產(chǎn)物的清除（ISO8407:1991 IDT）GB/T10125-1997 人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗（eqv ISO 9227:1990）ISO10062: 1991,具有極低濃度污染氣體的人工大氣中的腐蝕試驗ISO10289:1999,金屬以及金屬基體上的其他無機涂層的腐蝕試驗方法試驗樣品和經(jīng)歷腐蝕試驗的制成品的等級3 儀器和試劑3.1 試驗樣品暴露于相對濕度95和溫度25的NO2和SO2混合氣體環(huán)境具有內(nèi)氣候室和氣體流動系統(tǒng)的氣候箱應(yīng)滿足ISO10062的要求。試驗用設(shè)備的建造需滿足以下要求：a) 內(nèi)氣候室和氣體流動系統(tǒng)由惰性材料制成，如PTFE（聚四氟乙烯

8、）或玻璃，以避免或盡量減少有害氣體除了在試樣表面上也在內(nèi)氣候室面板上的吸附。b) 設(shè)計氣流和有害氣體注入系統(tǒng)要保證在內(nèi)氣候室或氣候箱的工作空間內(nèi)具有均勻的試驗條件。注釋：在最普遍的試驗設(shè)備設(shè)計中，工作區(qū)的試驗氣氛是通過持續(xù)引入必要量腐蝕促進性混合氣體到潮濕空氣氣流中來獲得所要求的濃度。腐蝕促進性氣體和控制濕度的空氣在箱外進行混合?？刂茲穸鹊目諝馊∽詺夂蛳涞耐馓?，注入腐蝕促進性氣體后的氣流與再循環(huán)試驗氣氛相混合，混合氣體再進入到氣候箱的內(nèi)膛或工作區(qū)，經(jīng)過內(nèi)膛的試驗氣體大約有一半可進入再循環(huán)過程。為了確保工作區(qū)均勻的試驗條件，試驗氣氛通常是從底部導(dǎo)入工作區(qū)并從頂部導(dǎo)出。多孔的板置于入口的前面，以確

9、保通過工作區(qū)的氣流是均勻的。c) 工作區(qū)的溫度均勻度需保持在±1以內(nèi),相對濕度的均勻度需保持在±3以內(nèi).就腐蝕性而言,用銅的腐蝕率表達,均勻性不得低于5.注釋：工作區(qū)試驗條件的均勻性應(yīng)通過暴露在工作區(qū)不同位置的大量銅試片來定期檢查。金屬試片質(zhì)量變化的差異可以表明試驗條件的均勻性是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。d) 潮濕氣流的溫度誤差要在規(guī)定溫度的±1以內(nèi), 相對濕度的誤差則需在±3以內(nèi)。氣體的線性流速要在0.5s至5s的范圍內(nèi)。潮濕氣流中不得含有水滴或水霧.注釋：在最普遍的試驗設(shè)備設(shè)計中，氣體經(jīng)過活性炭和一個特殊的過濾器過濾和純化后再進入到箱中的外膛。NO2和SO2

10、氣體既可以從充滿1000ppm(體積分數(shù)0.001)高純氣體和體積分數(shù)為0.1的高純氮氣的壓縮汽缸獲得,也可以從控制溫度的滲透管獲得。e) 在工作區(qū)暴露試驗板時,要使用樣品固定器用來確保試驗板之間不會相互遮蔽或者干擾經(jīng)過氣候室的氣流的均勻性。f) 應(yīng)監(jiān)測工作區(qū)出口處氣流的溫度、濕度以及氣流中NO2和SO2的濃度，以便它們能反映試驗樣品的真實試驗條件。3.2 參照國際標(biāo)準(zhǔn)GB/T10125的鹽霧試驗使用的儀器及試劑要滿足GB/T10125的要求。3.3 標(biāo)準(zhǔn)實驗室氣氛中的干燥應(yīng)在一個帶有能夠控制溫度23±2以及相對濕度50±5的合適系統(tǒng)的房間進行試驗。4 試驗腐蝕性的評估4.

11、1 參考試片為了參照本標(biāo)準(zhǔn)對試驗腐蝕性進行測量,應(yīng)使用4個由ISO 1337指定銅含量(銅的最低質(zhì)量分數(shù)為99.85)的金屬銅作為參考試片。參考試樣的尺寸為50×50×1。 暴露前,參考試片的表面及邊緣的研磨和拋光應(yīng)通過金相樣品制備設(shè)備按如下步驟完成:a) 用雙面膠將試片封裝在一個平整的樣品固定器上。b) 試片的正面應(yīng)用220號砂紙(以水做潤滑劑)磨平。c) 試片的正面和邊緣應(yīng)用15µm拋光膏(以酒精做潤滑劑)在布上拋光5分鐘。d) 試片從固定器上取下,背面朝上重復(fù)步驟a至c。e) 在試片上印上識別號碼。f) 用9µm拋光膏和綿紙對試片進行手工拋光。g)

12、 用酒精清洗試片并用棉布手工擦干。h) 試片用酒精進行超聲清洗并吹干。i) 試片應(yīng)存放在干燥器里至少30分鐘。j) 試片稱重,精確到0.1mg。4.2 試驗中參考試片的放置在試驗中，參考試片應(yīng)和試驗樣品以相同的方式進行安放在鹽霧試驗和混合腐蝕性氣流的暴露試驗中，4個參考試片應(yīng)放置在氣候箱和鹽霧箱的4個不同的區(qū)域。參考試片的支撐物由惰性材料，如塑料制成或填涂，且和試驗樣品放置在同樣的高度。4.3 試驗后失重的測量試驗結(jié)束后，參考試片上的腐蝕產(chǎn)物應(yīng)按照GB/T16545描述的那樣反復(fù)清洗而去除。對于化學(xué)清洗，應(yīng)使用蒸餾水配制的質(zhì)量分數(shù)為5的HSO3NH2的水溶液?；瘜W(xué)清洗過程更適宜按照在室溫下浸泡

13、1min的重復(fù)步驟進行。每次浸泡后,在室溫下參考試片應(yīng)依次經(jīng)過浸泡在水中、浸泡酒精中、最后干燥的步驟徹底被清洗干凈。為避免化學(xué)清洗過程中的氧化,在清洗前和清洗過程中需在溶液中通入飽和氮氣。參考試片稱重應(yīng)精確到0.1mg,并按照GB/T16545描述的那樣繪制質(zhì)量與真實清洗周期的關(guān)系曲線。注釋；在浸泡過程中為了腐蝕產(chǎn)物更有效的溶解,需保持溶液處于攪拌狀態(tài),超聲攪拌更適合增大其溶解速率。從質(zhì)量與清洗周期數(shù)曲線可以看出,除去腐蝕產(chǎn)物后樣品的真實質(zhì)量應(yīng)按照GB/T16545描述的方法確定，減去參考試片試驗前的質(zhì)量再除以參考試片的暴露表面的面積來計算參考試片的每平方米的金屬質(zhì)量損失。4.4 試驗合格標(biāo)志

14、如果每個參考試片的質(zhì)量損失在表1所列的區(qū)間內(nèi)，表明試驗合格了。表1 在兩種試驗方法中參考試片失重的允許范圍試驗方法試驗時間參考試片失重的允許范圍gA2周7.5±0.64周14.5±1.56周20.0±4.0B1周10.0±1.02周25.0±2.53周40.0±4.05周70.0±7.05 試驗樣品試驗樣品的數(shù)量和種類以及它們的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)需測試的材料或產(chǎn)品的規(guī)格來選擇。若沒有特別要求，這些細節(jié)需在同行間互相達成共識。對每一系列的試驗樣品，數(shù)據(jù)記錄需包含如下信息：a) 需測試材料或產(chǎn)品的規(guī)格。b) 如果試驗樣品遭受有意的

15、損傷，損傷的來源、形狀以及位置需要描述清楚。試驗過程中損傷的方位也要明確。c) 試驗前應(yīng)用的清洗過程的信息。d) 參考材料或與試驗樣品比較的材料的信息。e) 試驗所需時間。f) 試驗樣品的檢測方法以及將要評價的性質(zhì)。6 試驗步驟6.1 試驗方法A6.1.1 試驗周期試驗樣品應(yīng)經(jīng)歷如下試驗周期：a) 在35用含質(zhì)量分數(shù)5的NaCl鹽霧溶液進行中性鹽霧試驗2hGB/T10125，然后在標(biāo)準(zhǔn)實驗室氣候中干燥22h，與相一致。b) 在相對濕度95和溫度25條件下，在包含NO2和SO2的混合腐蝕促進性氣體的試驗氣氛中暴露120h，NO2和SO2體積分數(shù)分別為1.5×10-6和0.5×

16、10-6。然后在標(biāo)準(zhǔn)實驗室氣候中干燥24h，與相一致。6.1.2 跟隨干燥過程的鹽霧試驗(步驟a).1 試驗樣品和參考試片應(yīng)按GB/T10125放置在鹽霧箱中，并在35下暴露于溶液含質(zhì)量分數(shù)5的NaCl的鹽霧中。試驗1小時后,應(yīng)改變參考試片的方位,朝上的表面變成朝下的表面。試驗2小時后,試驗樣品和參考試片應(yīng)從鹽霧箱中取出，不經(jīng)清洗直接放入恒定氣候箱。，試驗樣品和參考試片應(yīng)存放在溫度23相對濕度50的恒定氣候箱22小時。6.1.3 干燥后暴露在腐蝕性氣體中(步驟b).1 首先調(diào)節(jié)氣候箱的溫度到25,相對濕度到95,氣體流速到0.5s至5s之間的一個選定值。達到穩(wěn)定條件后,再調(diào)節(jié)腐蝕性氣體氣流，以

17、使從氣流入口處到工作區(qū)的二氧化硫濃度在0.5×10-6(體積分數(shù)),二氧化氮的濃度在1.5×10-6(體積分數(shù))。.2 當(dāng)達到穩(wěn)定條件后(也在這個步驟之后),打開氣候箱的門并迅速地將試驗樣品和參考試片放置到工作區(qū)。在不超過6小時的一個試驗周期后，從工作區(qū)到氣流出口處的二氧化硫和二氧化氮濃度不得低于它們?nèi)肟谔帩舛鹊?0。注釋：如果出口氣流中腐蝕性氣體濃度偏低，這可能意味著試驗箱中樣品的總面積過大了。在試驗過程中，應(yīng)定期檢查暴露條件，如果有必要，應(yīng)進行調(diào)整達到規(guī)定的狀態(tài)。.3 在120小時試驗后，試驗樣品和參考試片應(yīng)從試驗箱的工作區(qū)中取出，不經(jīng)任何清洗，與。如果試驗完成了，參考

18、試片在稱重之前應(yīng)放置在恒定氣候箱中。，試驗樣品和參考試片應(yīng)存放在溫度23相對濕度50的恒定氣候箱中24小時。6.1.4 試驗時間一個試驗周期相當(dāng)于暴露1星期。試驗時間應(yīng)按照適用于被測試材料或產(chǎn)品的規(guī)格而設(shè)定。若沒有明確規(guī)定，試驗時間應(yīng)由同行協(xié)商而定。注釋：用于評價抗腐蝕性的推薦暴露時間由附件A給出。6.2 試驗方法B6.2.1 試驗周期試驗樣品應(yīng)經(jīng)歷如下試驗周期：a) 在溫度35下,用含質(zhì)量分數(shù)5的NaCl溶液進行中性鹽霧試驗2hGB/T10125，然后在標(biāo)準(zhǔn)實驗室氣候中干燥22h，與相同。b) 在相對濕度95和溫度25條件下，包含NO2和SO2的混合腐蝕促進性氣體的試驗氣氛中暴露48h, N

19、O2和SO2體積分數(shù)分別為10×10-6和5×10-6,與相同。c) 同a)。d) 在相對濕度95和溫度25條件下，在包含NO2和SO2的混合腐蝕促進性氣體的試驗氣氛中暴露72h, NO2和SO2體積分數(shù)分別為10×10-6和5×10-6,與相同。6.2.2 跟隨干燥過程的鹽霧試驗(步驟a或c).1 試驗樣品和參考試片應(yīng)按GB/T10125放置在鹽霧箱中，并在35下暴露于溶液含質(zhì)量分數(shù)5的NaCl的鹽霧中。試驗1小時后,應(yīng)改變參考試片的方位，以使得朝上的表面變成朝下的表面。試驗2小時后,試驗樣品和參考試片應(yīng)從鹽霧箱中取出，不經(jīng)清洗直接放入恒定氣候箱中。，

20、試驗樣品和參考試片應(yīng)存放在溫度23相對濕度50的恒定氣候箱中22小時。6.2.3 腐蝕性氣體中的暴露(步驟b或d).1 首先調(diào)節(jié)氣候箱的溫度到25,相對濕度到95,氣體流速到0.5s至5s之間的一個選定值。達到穩(wěn)定條件后,再調(diào)節(jié)腐蝕性氣體氣流以便使從氣流入口處到工作區(qū)的二氧化硫的體積分數(shù)為5×10-6,二氧化氮的體積分數(shù)為10×10-6。.2 當(dāng)達到穩(wěn)定條件后(也在這個步驟之后),打開氣候箱的門并迅速地將試驗樣品和參考試片放置到工作區(qū)。在不超過6小時的一個試驗周期后，從工作區(qū)到氣流出口處的二氧化硫和二氧化氮濃度不得低于它們?nèi)肟谔帩舛鹊?0。注釋：如果出口氣流中腐蝕性氣體濃度

21、偏低，這可能意味著試驗箱中樣品的總面積過大了。在試驗過程中，應(yīng)定期檢查暴露條件，如果有必要，應(yīng)進行調(diào)整達到規(guī)定的狀態(tài)。6.2.3.3 若經(jīng)歷步驟b，則在48小時試驗后，或若經(jīng)歷步驟d，則在72小時試驗后，試驗樣品和參考試片應(yīng)從試驗箱的工作區(qū)中取出，不經(jīng)任何清洗過程。若試驗時間是48小時，則繼續(xù)進行步驟c，或若試驗時間是72小時，則繼續(xù)進行步驟a。如果試驗完成了，參考試片在稱重之前應(yīng)放置在恒定氣候箱中。6.2.4 試驗時間一個試驗周期相應(yīng)一周的暴露。試驗時間應(yīng)按照適用于被測試材料或產(chǎn)品的規(guī)格設(shè)計,若無明確規(guī)定，試驗時間應(yīng)由同行協(xié)商而定.注釋1：用于評價抗腐蝕性的推薦暴露時間由附件A給出。注釋2：

22、為了避免在周末期間工作，建議在周一開始試驗。7 結(jié)果評價評價試驗結(jié)果的許多不同標(biāo)準(zhǔn)可用來滿足特殊的要求，比如：a) 試驗后的形貌b) 腐蝕缺陷如點蝕坑、裂紋和水泡的數(shù)目和分布(這些可按ISO10289所描述的方法進行評價)c) 第一個腐蝕標(biāo)志出現(xiàn)所經(jīng)歷的時間d) 通過顯微照相檢測揭示的變化過程e) 機械性能和電學(xué)性質(zhì)的改變注釋1：在被測試產(chǎn)品的規(guī)范中定義合適的標(biāo)準(zhǔn)是很好的工程實踐。注釋2：當(dāng)測量電學(xué)性質(zhì)，比如接觸電阻、接觸擾動和絕緣電阻時，相對濕度應(yīng)小于30。建議在這樣的濕度條件下樣品在測量前應(yīng)存放至少48小時。8 試驗報告試驗報告應(yīng)包括以下信息:a) 本標(biāo)準(zhǔn)號。b) 試驗設(shè)備的描述。c) 試驗樣品(材料或產(chǎn)品)的種類、名稱、尺寸和形狀。d) 根據(jù)條款5的補