一種測試帶銹鋼樣銹層與基體結合性能的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種測試帶銹鋼樣銹層與基體結合性能的裝置，由框架和夾具組成，框架由基座、支撐架和頂板組成，夾具由載樣臺底板、載樣臺面彈性墊、鋼樣上表面測試用彈性墊及鋼樣上表面壓板、5個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，在載樣臺底板與載樣臺面彈性墊之間安置測壓感應探頭，探頭連接至測壓表，本實用新型的優點和效果在于，采用該裝置能夠定量反映帶銹鋼樣銹層與基體的結合性能，為研究新鋼種提供耐蝕性依據；其裝置結構簡單、造價成本低、易于維護。
【專利說明】一種測試帶銹鋼樣銹層與基體結合性能的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鋼鐵腐蝕檢測【技術領域】，涉及一種測試帶銹鋼樣銹層與基體結合性能的裝置，特別適用于帶銹鋼樣表面銹層與基體的結合程度定量測試。
【背景技術】
[0002]鋼的腐蝕是一個普遍而嚴重的問題，其中大氣腐蝕造成的損失約占全部腐蝕損失的一半。而每年由于鋼結構腐蝕造成的經濟損失約占國民經濟生產總值的2%?4%。目前，全世界每年因鋼結構腐蝕造成的經濟損失已高達數千億美元以上；因此，為了解決鋼在大氣中容易腐蝕的問題，人們研制開發了耐候鋼。耐候鋼相對于碳鋼來說具有良好的耐大氣腐蝕性能，主要原因之一是經過長期大氣暴曬，在其表面上形成了與基體結合牢固、穩定致密的保護性銹層，其阻礙了腐蝕介質的進入；而在碳鋼表面形成的銹層疏松，與基體結合性能不夠牢固、易脫落、且有微裂紋存在，故對基體不能起到保護作用。
[0003]為了評價耐候鋼及碳鋼在不同類型大氣環境中所形成銹層對基體的保護作用，特別是銹層與基體的結合性能，目前查到的相關方法有:張全成等人發表的“耐候鋼表面保護性銹層與基體結合強度的研究”，他們是用壓痕法測量耐候鋼板銹層/基體體系的界面結合強度。此方法需要對鋼樣表面銹層進行減薄，之后用硬度計在施加一定的載荷下進行壓痕試驗，取其開裂或剝落直徑以考察耐候鋼銹層與基體結合性能。此方法需要固定的硬度計設備，測試后會破壞鋼樣的基體表面，不能繼續開展下一步的腐蝕速率測試。劉國超等人發表的“Cu、Mn的協同作用對低合金鋼在模擬海洋大氣環境中腐蝕的影響”，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境下16Mn鋼和Cu-Mn耐候鋼腐蝕銹層的增重規律、銹層的生長形態、物相、銹層中元素及其化學狀態。增重法是在其銹層形成過程中體現出銹層的增長速度，并不能體現出銹層與基體的結合性能；掃描電鏡是觀察銹層的形貌；X射線衍射是測試銹層物質的物相結構；而電子探針和X射線光電子能譜分別是對銹層進行元素深度分析及合金元素的化學狀態分析。它們都不能直接反應銹層與基體的結合性能，并且所用設備非常昂貴。鄒妍等人發表的“海洋環境中碳鋼表面銹層的性質及研究方法”，他們主要是論述碳鋼表面銹層的形貌、組成及形成機理，分別利用電化學阻抗方法測量銹層的導電性和多孔性，利用重量法和電化學技術測量金屬材料的腐蝕速度。與測試銹層與基體的結合性能關系不大。
[0004]綜上所述，目前還沒有可以不破壞金屬基體表面，并且能夠簡便易行、定量地測試帶銹鋼樣銹層與基體結合性能的方法及裝置，以滿足研究在不同環境中不同鋼種表面形成的銹層與基體的結合性能，從中反應材料在其相應環境中的耐蝕性。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種測試帶銹鋼樣銹層與基體結合性能的裝置，使用該裝置即不破壞金屬基體表面，又可以簡便易行、定量地測試帶銹鋼樣銹層與基體結合性能、并且兼顧到可以同時測試出其鋼樣的腐蝕速率。[0006]本實用新型的目的是這樣實現的，由框架和夾具組成，框架由基座、支撐架和頂板組成，夾具由載樣臺底板、載樣臺面彈性墊、鋼樣上表面測試用彈性墊及鋼樣上表面壓板、5個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，在載樣臺底板與載樣臺面彈性墊之間安置測壓感應探頭，探頭連接至測壓表。
[0007]本實用新型的優點和效果在于，采用該裝置能夠定量反映帶銹鋼樣銹層與基體的結合性能，為研究新鋼種提供耐蝕性依據；其裝置結構簡單、造價成本低、易于維護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為測試鋼樣銹層與基體結合性能裝置示意圖。
[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為載樣臺底板，5為載樣臺面彈性墊，6為鋼樣下表面測試膠帶，7為鋼樣上表面測試膠帶，8為鋼樣上表面測試用彈性墊，9為鋼樣上表面壓板，10~14為緊固螺桿，15為測壓表，16為帶銹鋼樣。
【具體實施方式】
[0010]下面結合圖1對本實用新型做詳細說明。
[0011]如圖所示，本實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，夾具由載樣臺底板4、載樣臺面彈性墊5、鋼樣上表面測試用彈性墊8、鋼樣上表面壓板9及5個相同的緊固螺桿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，在載樣臺底板4與載樣臺面彈性墊5之間安置測壓感應探頭，探頭連接至測壓表15。
[0012]本實用新型的使用過程是這樣的:取一組經過打磨的50mmX 50mmX 5mm耐蝕試驗鋼樣進行脫脂和中和處理，清洗及脫水后，用千分尺測量試樣長寬高，并計算其表面積為S，用精度為0.1mg的電子天平分別稱量其質量為凡。之后將試驗鋼樣放入周期浸潤腐蝕試驗機中，按照模擬海洋大氣干濕交替腐蝕試驗設計開展試驗。
[0013]經過7天、15天、30天和60天試驗周期后，分別將其帶銹鋼樣從周期浸潤腐蝕試驗機中小心取出，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，溶解由腐蝕環境給鋼樣表面帶來的NaCl等鹽類；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的電子天平分別稱量帶銹鋼樣的質量為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，再用天平稱量帶銹鋼樣的質量為M12 (精確到0.1mg) ο重復恒溫、冷卻、稱量至Mllr1-Mln ≤0.2mg。
[0016]將經過烘干并恒重的帶銹鋼樣用粘結強度≥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底板4、載樣臺面彈性墊5和鋼樣上表面測試用彈性墊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試用彈性墊8和載樣臺面彈性墊5中間，按著順時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，靜置3min.。依次旋開緊固螺桿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]稱量只帶有與基體粘結強度大于2.4N/cm2的帶銹鋼樣質量為M21(精確到0.lmg)。重復粘敷膠帶、夾具緊固、揭膠帶及稱量至M2lr1-M2nS 0.2mg，保證所有與基體結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，用吹風機吹干，放入干燥器中2h。
[0019]用精度為0.1mg的電子天平分別稱量裸鋼樣的質量為M3。
[0020]用公式
【權利要求】
1.一種測試帶銹鋼樣銹層與基體結合性能的裝置，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，夾具由載樣臺底板(4)、載樣臺面彈性墊(5)、鋼樣上表面測試用彈性墊(8)及鋼樣上表面壓板(9)及5個相同緊固螺桿組成，緊固螺桿安插在頂板(3)和鋼樣上表面壓板(9)之間，在載樣臺底板(4)與載樣臺面彈性墊(5)之間安置測壓感應探頭，探頭連接至測壓表(15)。
【文檔編號】G01N17/00GK203519451SQ201320624937
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】徐小連, 李琳, 高鵬, 艾芳芳, 陳義慶, 鐘彬, 肖宇 申請人:鞍鋼股份有限公司
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