一種測(cè)試帶銹鋼樣銹層與基體結(jié)合性能的裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種測(cè)試帶銹鋼樣銹層與基體結(jié)合性能的裝置，由框架和夾具組成，框架由基座、支撐架和頂板組成，夾具由載樣臺(tái)底板、載樣臺(tái)面彈性墊、鋼樣上表面測(cè)試用彈性墊及鋼樣上表面壓板、5個(gè)相同的緊固螺桿組成，緊固螺桿安插在頂板和鋼樣上表面壓板之間，在載樣臺(tái)底板與載樣臺(tái)面彈性墊之間安置測(cè)壓感應(yīng)探頭，探頭連接至測(cè)壓表，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果在于，采用該裝置能夠定量反映帶銹鋼樣銹層與基體的結(jié)合性能，為研究新鋼種提供耐蝕性依據(jù)；其裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)成本低、易于維護(hù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種測(cè)試帶銹鋼樣銹層與基體結(jié)合性能的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋼鐵腐蝕檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種測(cè)試帶銹鋼樣銹層與基體結(jié)合性能的裝置，特別適用于帶銹鋼樣表面銹層與基體的結(jié)合程度定量測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼的腐蝕是一個(gè)普遍而嚴(yán)重的問(wèn)題，其中大氣腐蝕造成的損失約占全部腐蝕損失的一半。而每年由于鋼結(jié)構(gòu)腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的2%?4%。目前，全世界每年因鋼結(jié)構(gòu)腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失已高達(dá)數(shù)千億美元以上；因此，為了解決鋼在大氣中容易腐蝕的問(wèn)題，人們研制開(kāi)發(fā)了耐候鋼。耐候鋼相對(duì)于碳鋼來(lái)說(shuō)具有良好的耐大氣腐蝕性能，主要原因之一是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期大氣暴曬，在其表面上形成了與基體結(jié)合牢固、穩(wěn)定致密的保護(hù)性銹層，其阻礙了腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入；而在碳鋼表面形成的銹層疏松，與基體結(jié)合性能不夠牢固、易脫落、且有微裂紋存在，故對(duì)基體不能起到保護(hù)作用。
[0003]為了評(píng)價(jià)耐候鋼及碳鋼在不同類(lèi)型大氣環(huán)境中所形成銹層對(duì)基體的保護(hù)作用，特別是銹層與基體的結(jié)合性能，目前查到的相關(guān)方法有:張全成等人發(fā)表的“耐候鋼表面保護(hù)性銹層與基體結(jié)合強(qiáng)度的研究”，他們是用壓痕法測(cè)量耐候鋼板銹層/基體體系的界面結(jié)合強(qiáng)度。此方法需要對(duì)鋼樣表面銹層進(jìn)行減薄，之后用硬度計(jì)在施加一定的載荷下進(jìn)行壓痕試驗(yàn)，取其開(kāi)裂或剝落直徑以考察耐候鋼銹層與基體結(jié)合性能。此方法需要固定的硬度計(jì)設(shè)備，測(cè)試后會(huì)破壞鋼樣的基體表面，不能繼續(xù)開(kāi)展下一步的腐蝕速率測(cè)試。劉國(guó)超等人發(fā)表的“Cu、Mn的協(xié)同作用對(duì)低合金鋼在模擬海洋大氣環(huán)境中腐蝕的影響”，他們是用增重法、掃描電鏡、X射線衍射、電子探針和X射線光電子能譜等手段研究在模擬海洋大氣干濕交替環(huán)境下16Mn鋼和Cu-Mn耐候鋼腐蝕銹層的增重規(guī)律、銹層的生長(zhǎng)形態(tài)、物相、銹層中元素及其化學(xué)狀態(tài)。增重法是在其銹層形成過(guò)程中體現(xiàn)出銹層的增長(zhǎng)速度，并不能體現(xiàn)出銹層與基體的結(jié)合性能；掃描電鏡是觀察銹層的形貌；X射線衍射是測(cè)試銹層物質(zhì)的物相結(jié)構(gòu)；而電子探針和X射線光電子能譜分別是對(duì)銹層進(jìn)行元素深度分析及合金元素的化學(xué)狀態(tài)分析。它們都不能直接反應(yīng)銹層與基體的結(jié)合性能，并且所用設(shè)備非常昂貴。鄒妍等人發(fā)表的“海洋環(huán)境中碳鋼表面銹層的性質(zhì)及研究方法”，他們主要是論述碳鋼表面銹層的形貌、組成及形成機(jī)理，分別利用電化學(xué)阻抗方法測(cè)量銹層的導(dǎo)電性和多孔性，利用重量法和電化學(xué)技術(shù)測(cè)量金屬材料的腐蝕速度。與測(cè)試銹層與基體的結(jié)合性能關(guān)系不大。
[0004]綜上所述，目前還沒(méi)有可以不破壞金屬基體表面，并且能夠簡(jiǎn)便易行、定量地測(cè)試帶銹鋼樣銹層與基體結(jié)合性能的方法及裝置，以滿足研究在不同環(huán)境中不同鋼種表面形成的銹層與基體的結(jié)合性能，從中反應(yīng)材料在其相應(yīng)環(huán)境中的耐蝕性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)試帶銹鋼樣銹層與基體結(jié)合性能的裝置，使用該裝置即不破壞金屬基體表面，又可以簡(jiǎn)便易行、定量地測(cè)試帶銹鋼樣銹層與基體結(jié)合性能、并且兼顧到可以同時(shí)測(cè)試出其鋼樣的腐蝕速率。[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，由框架和夾具組成，框架由基座、支撐架和頂板組成，夾具由載樣臺(tái)底板、載樣臺(tái)面彈性墊、鋼樣上表面測(cè)試用彈性墊及鋼樣上表面壓板、5個(gè)相同的緊固螺桿組成，緊固螺桿安插在頂板和鋼樣上表面壓板之間，在載樣臺(tái)底板與載樣臺(tái)面彈性墊之間安置測(cè)壓感應(yīng)探頭，探頭連接至測(cè)壓表。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果在于，采用該裝置能夠定量反映帶銹鋼樣銹層與基體的結(jié)合性能，為研究新鋼種提供耐蝕性依據(jù)；其裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)成本低、易于維護(hù)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為測(cè)試鋼樣銹層與基體結(jié)合性能裝置示意圖。
[0009]圖1中，I為裝置基座，2為裝置支撐架，3為裝置框架頂板，4為載樣臺(tái)底板，5為載樣臺(tái)面彈性墊，6為鋼樣下表面測(cè)試膠帶，7為鋼樣上表面測(cè)試膠帶，8為鋼樣上表面測(cè)試用彈性墊，9為鋼樣上表面壓板，10~14為緊固螺桿，15為測(cè)壓表，16為帶銹鋼樣。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]如圖所示，本實(shí)用新型是由框架和夾具組成，框架由基座1、支撐架2和頂板3組成，夾具由載樣臺(tái)底板4、載樣臺(tái)面彈性墊5、鋼樣上表面測(cè)試用彈性墊8、鋼樣上表面壓板9及5個(gè)相同的緊固螺桿10、緊固螺桿11、緊固螺桿12、緊固螺桿13、緊固螺桿14組成，緊固螺桿安插在頂板3和鋼樣上表面壓板9之間，在載樣臺(tái)底板4與載樣臺(tái)面彈性墊5之間安置測(cè)壓感應(yīng)探頭，探頭連接至測(cè)壓表15。
[0012]本實(shí)用新型的使用過(guò)程是這樣的:取一組經(jīng)過(guò)打磨的50mmX 50mmX 5mm耐蝕試驗(yàn)鋼樣進(jìn)行脫脂和中和處理，清洗及脫水后，用千分尺測(cè)量試樣長(zhǎng)寬高，并計(jì)算其表面積為S，用精度為0.1mg的電子天平分別稱(chēng)量其質(zhì)量為凡。之后將試驗(yàn)鋼樣放入周期浸潤(rùn)腐蝕試驗(yàn)機(jī)中，按照模擬海洋大氣干濕交替腐蝕試驗(yàn)設(shè)計(jì)開(kāi)展試驗(yàn)。
[0013]經(jīng)過(guò)7天、15天、30天和60天試驗(yàn)周期后，分別將其帶銹鋼樣從周期浸潤(rùn)腐蝕試驗(yàn)機(jī)中小心取出，放入盛有溫度≥40°C的去離子水容器中，以20±2次/min.的速度左右擺動(dòng)，溶解由腐蝕環(huán)境給鋼樣表面帶來(lái)的NaCl等鹽類(lèi)；將除鹽后的帶銹鋼樣用表面皿盛起放入105 ± 1 °C的恒溫箱中，保溫2h，去除鋼樣表面銹層中的水分。
[0014]從恒溫箱中小心取出帶銹鋼樣，放入干燥器中冷卻至室溫，再用精度為0.1mg的電子天平分別稱(chēng)量帶銹鋼樣的質(zhì)量為Mn。
[0015]重新將帶銹鋼樣用表面皿盛起放入105土1°C的恒溫箱中，保溫2h，進(jìn)一步去除鋼樣表面銹層中的水分；之后放入干燥器中至室溫，再用天平稱(chēng)量帶銹鋼樣的質(zhì)量為M12 (精確到0.1mg) ο重復(fù)恒溫、冷卻、稱(chēng)量至Mllr1-Mln ≤0.2mg。
[0016]將經(jīng)過(guò)烘干并恒重的帶銹鋼樣用粘結(jié)強(qiáng)度≥2.4N/cm2的用于鋼樣下表面膠帶6，用于鋼樣上表面膠帶7，分別敷于帶銹鋼樣上、下表面，兩端留出一定余量以固定載樣臺(tái)底板4、載樣臺(tái)面彈性墊5和鋼樣上表面測(cè)試用彈性墊8、鋼樣上表面壓板9，并趕出銹樣表面與膠帶之間的殘留空氣。將敷有膠帶的帶銹鋼樣16置于上下帶有海綿彈的鋼樣上表面測(cè)試用彈性墊8和載樣臺(tái)面彈性墊5中間，按著順時(shí)針及中部的螺桿依次旋緊緊固螺桿10~14至鋼樣表面壓力表15壓力為400±5Pa時(shí)，靜置3min.。依次旋開(kāi)緊固螺桿10~14，拿出帶銹鋼樣，揭下鋼樣下表面膠帶6，上表面膠帶7。
[0017]稱(chēng)量只帶有與基體粘結(jié)強(qiáng)度大于2.4N/cm2的帶銹鋼樣質(zhì)量為M21(精確到0.lmg)。重復(fù)粘敷膠帶、夾具緊固、揭膠帶及稱(chēng)量至M2lr1-M2nS 0.2mg，保證所有與基體結(jié)合不牢固銹層均被剝離掉。
[0018]在室溫下分別將其帶銹鋼樣放入加有20g/L烏洛托品的15%~18%鹽酸中，去除鋼樣表面的所有銹層，用去離子水清洗裸鋼樣，并用酒精脫水，用吹風(fēng)機(jī)吹干，放入干燥器中2h。
[0019]用精度為0.1mg的電子天平分別稱(chēng)量裸鋼樣的質(zhì)量為M3。
[0020]用公式
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)試帶銹鋼樣銹層與基體結(jié)合性能的裝置，其特征在于，它是由框架和夾具組成，框架由基座(I)、支撐架(2)和頂板(3)組成，夾具由載樣臺(tái)底板(4)、載樣臺(tái)面彈性墊(5)、鋼樣上表面測(cè)試用彈性墊(8)及鋼樣上表面壓板(9)及5個(gè)相同緊固螺桿組成，緊固螺桿安插在頂板(3)和鋼樣上表面壓板(9)之間，在載樣臺(tái)底板(4)與載樣臺(tái)面彈性墊(5)之間安置測(cè)壓感應(yīng)探頭，探頭連接至測(cè)壓表(15)。
【文檔編號(hào)】G01N17/00GK203519451SQ201320624937
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】徐小連, 李琳, 高鵬, 艾芳芳, 陳義慶, 鐘彬, 肖宇 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司