腐蚀试验的新发展：理论，方法和标准

众所周知，金属腐蚀试验是非常有必要的。腐蚀是材料由于与周围环境发生化学反应而部分或全部分解的过程，其磨损过程决定了零件的使用寿命。无论该寿命是由给出可靠功能的时间长短还是由所需的外观保持多长时间来定义的，有关腐蚀行为的信息对于在技术应用中使用都是至关重要的。图1给出了一般导致腐蚀，特别是导致金属氧化的基本化学反应。

图1-不同腐蚀机制的概述。

仅包含金属，水和氧气的简单模型的最重要扩展是不同类型的保护层，尤其是钝化层，保护层和周围大气中的其他反应物。考虑到不同的情况是开发和评估腐蚀试验的基础。

最重要的腐蚀试验将材料作为实际设备的组成部分(例如，车辆中的螺钉)暴露于该材料在使用中会遇到的最具代表性或最现实但最坏的环境(“现场测试”)。这种测试是实时的，因此至少需要花费零件使用寿命。此外，这些测试价格昂贵，难以标准化，并且仅提供有关所测试的非常特定的系统的信息(图2)。

图2-出于不同目的的腐蚀试验。

标准化测试通常用于在定义的暴露和评估协议下测试组件。组件的最终用途可以在之前定义，然后相应地调整测试过程(例如，汽车内部/外部)。

标准化测试通常是加速测试，因此有可能在实际寿命的一小部分时间内获得有关腐蚀行为的信息。加速可能是由加剧的参数(温度，湿度，腐蚀性物质的浓度)引起的，或者仅是由永久性(或更频繁地)暴露于在实际应用中很少发生的腐蚀性条件引起的。通过加速，可以完全改变腐蚀机理，在使用这种测试结果时必须考虑到这一点。可以有不同程度的加速，从而导致或多或少的加速测试，或多或少具有与现实的可比性。最后，必须在单个测试的优点之间找到折衷方案。

在简单的加速腐蚀试验(例如盐雾试验)中使用替代品的一个原因是，一种材料可以连续满足不同的腐蚀条件，而这些腐蚀条件不能组合起来成为一个现实的永久性条件。这就是为什么循环气候测试(例如 GM 9540P，VDA 621-415)最近作为经典盐雾测试的补充而变得越来越重要的原因。

图3显示了典型的循环气候测试中的湿度和温度曲线。升高和降低温度和湿度的原因是由于冷凝而形成薄水膜。这种薄的水膜对氧气具有很好的渗透性，从而为腐蚀的阴极反应提供了理想的条件，如图1所示。

图3(a)根据VDA 621-415进行的气候测试中的湿度和温度特征曲线;(b)一天中腐蚀电流的典型曲线。

当测量暴露在正常室外条件下的部件的腐蚀电流时，如图3(b)所示，夜间凝结水后增加的腐蚀性如图1所示。

在标准化测试或室外暴露设施中使用循环气候条件的另一个原因可能是在正常条件下形成的特定腐蚀产物，而该腐蚀产物在加速测试中无法形成。

如图1所示，材料的钝化会在暴露于腐蚀性环境的初始阶段后急剧改变腐蚀速率。众所周知，具有较低标准电势的金属，例如钛或铝，由于在其表面上形成的薄而均匀的氧化物层，仍可以显示出非常高贵的材料的电阻率。现在，我们将电镀锌锰及其在腐蚀试验中的行为视为这种现象的另一个例子。