GB/T 17899-2023 不锈钢 合金点蚀电位检测

GB/T 17899-2023《金属和合金的腐蚀 不锈钢在氯化钠溶液中点蚀电位的动电位测量方法》核心要点解析

标准背景与适用范围

• 制定依据：GB/T 17899-2023修改采用ISO 15158:2014，结合中国实际需求修订，替代1999版标准。

• 适用对象：适用于奥氏体、铁素体-奥氏体双相、铁素体、马氏体等不锈钢的点蚀电位测量。

• 核心目的：通过动电位扫描法快速测定不锈钢在氯化钠溶液中的点蚀电位，评估其耐点蚀性能，为材料研发、生产及工程选材提供依据。

关键术语与定义

• 点蚀电位（Vc10或Vc100）：
  定义为电流密度超过10 μA/cm²或100 μA/cm²且持续60秒以上时的电位。60秒延迟确保观察到的电流增大来自稳态点蚀，而非亚稳态点蚀的短时峰值。

试验原理与装置

• 基本原理：
  将试样暴露在恒温氯化钠溶液中，以指定扫描速率（如10 mV/min或20 mV/min）增加阳极电位，实时监测电流密度变化。当电位达到临界值时，钝化膜破裂引发点蚀，电流密度急剧上升，对应电位即为点蚀电位。

• 试验装置：

• 恒电位仪：控制电极电位在给定值±1 mV范围内。

• 电极电位测量仪：输入阻抗≥10¹¹ Ω，灵敏度足以检测1.0 mV电位变化。

• 电解池：包含试样、参比电极（如饱和银/氯化银电极）、辅助电极（铂电极）、鲁金毛细管、温度控制及除氧装置。

• 试样架：采用惰性材料（如聚四氟乙烯）制成，避免缝隙腐蚀，设计需确保试样与溶液充分接触。

试样制备与要求

• 取样：

• 测试面积≥1.0 cm²，允许使用实际应用中的不同表面（如不同热处理状态）。

• 取样方法：锯断、切削或磨削，避免剪切影响试验面。

• 表面处理：

• 依次用粒度递减的砂纸（如W20、W28）研磨至Zui终表面状态，去除加工影响层。

• 研磨后建议用600目砂纸干磨或湿磨，清洗后干燥。

• 为防止缝隙腐蚀，可进行钝化处理（如50℃、20%~30%硝酸溶液中浸泡1小时以上）。

• 绝缘处理：

• 非试验面及导线用环氧树脂、乙烯树脂等绝缘物涂覆，确保试验面面积为1 cm²。

试验步骤与条件

1. 溶液配制：

• 使用试剂级氯化钠和高纯水配制1 M（约58.44 g/L）氯化钠溶液，或根据需求调整浓度。

• 溶液体积与试样面积比≥200 mL/cm²。

2. 温度控制：

• 标准试验温度为30℃±1℃，若30℃下不发生点蚀，可在50℃或更高温度下进行。

3. 除氧处理：

• 试验前通入纯氮或纯氩（纯度≥99.99%）除氧，流速约0.5 L/(min·L溶液)，持续至少30分钟。试验过程中保持连续通气。

4. 电位扫描：

• 试样浸入溶液后静置，待温度和自腐蚀电位稳定至少1分钟。

• 从自腐蚀电位起以10 mV/min或20 mV/min速率阳极极化，直至阳极电流密度达500~1000 μA/cm²。

5. 终止条件：

• 达到电流密度阈值后终止试验，记录点蚀电位。

• 试验后用放大镜（≥20倍）观察试样，确认无缝隙腐蚀，否则数据无效。

结果评定与统计分析

• 点蚀电位确定：

• 取电流密度连续60秒超过10 μA/cm²或100 μA/cm²时的Zui正电位值作为点蚀电位（Vc10或Vc100）。

• 重复性要求：

• 同一条件下至少进行2次试验，推荐重复5次或更多（尤其对于小测试面积试样）。

• 平行试验偏差应小于±20 mV。

• 数据统计：

• 计算点蚀电位平均值及标准偏差，示例见标准附录B。