【航空工业行业标准(HB)】 金属材料及非有机覆盖层大气腐蚀试验方法

中华人民共和国航空工业部部标准HB5256—83
金属材料及非有机覆盖层大
气腐蚀试验方法
1983-07-25发布
1984-01-01实施免费标准bzxz.net
金属材料及非有机覆盖层大气腐蚀试验方法本方法适用于各种金属材料及非有机覆盖层，在自然大气条件下的腐蚀试验。1定义
HB 5256—83
金属材料及非有机覆盖层的大气腐蚀试验，就是将金属材料及非有机覆盖层的试验样品，按照统一规定的方法，放置在自然大气条件下，定期观测其物理和化学性能的变化，并根据变化的大小，评定其抗大气腐蚀的能力。
2试验目的
对于在空气中使用的金属材料及非有机覆盖层来说，自然大气腐蚀试验是最接近使用环境条作的腐蚀试验。金属材料及非有机覆盖层进行门然大气腐蚀试验的月的，-·般是为了，a，获得各种金属材料及非有机覆盖层在各种自然大气条件下，抗腐蚀性能的基本试验数据，以便产品设计制造部门，合理地选择金属材料及其防护工艺，合理地确定产品的存和便用期，提高产品的环境适应性和使用可靠性；
b。对比试验室加速腐蚀试验和自然大气腐蚀试验结果，以提高人工加速大气魔蚀试验结果的准确可靠性：
c．验证金属材料及非有机覆盖层大气腐蚀的机理，以便探寻新的有效的防护方法。3 试验方案
3.1试验方案是具体指导试验工作进行的技术性文件。试验任务下达，应及时制定试验方案，以保证在长期的试验过程中，试验能按予定计划有条不素地进行，达到予期的的和效果。3.2试验方案一般包括：
a．任务及来源；
试验的及予期效果：
试验地点和利试验条件；
试样的种类、规格、数量、标记及制作要求：试验计划开始目期利结束目期：e.
试样的暴露及要求；
试验的用常管理及要求；
试验期间环境腐蚀因素的测定项的、方法及要求，i.
试样的定期检查与测试的项目、方法、周期及要求：试验数据的记录、整理、分析、试验结果的评定方法及要求；i
k。试验结束的形式、试验总结和报告的编制及要求；I．试验的主办单位、参加单位的分工和进度要求：m，其他。
4试验地点和试验条件
4.1试验地点
中华人民共和国航空工业部1983-07-25发布1984-01-01实施
HB5256—83
根据试验的需要选择试验地点。我国有着各种类型的自然气候条件，而金属材料及其制品的使用和存又遍及全国各地，因此，一殷应选择能代表不同类型自然气候条件的几个地点进行试验。4.2试验条件
根据试样所代表的金属材料及非有机覆盖层的实际使用和贮存条性来选摔试验条件，并应使两者尽可能地接近。
一般试验站可提供下列试验条件：a、露天：
b．百叶棚（箱）；
c．试验仓库。
（详见附录A“金属材料及非有机覆盖层自然大气腐蚀试验的场地利试验设置”。）5试样
5.1根据试验的需要制备试样。可以从实际生产中，抽取一定数量的合格的零部件或产品作为试样，也可根据试验需要专门制备试样。试样应能代表受试的金属材料及其覆盖层。5.2试样的种类、规格、数量、标记及制作要求参见附录B。5.3试样制作后应及时进行试验。需运往外地试验的试样应妥善包装，以避免试样在运输过程中受潮腐蚀和磨损。
5.4试样应尽快发运。每一个箱内应放有装箱单，以备查询。5.5试样如不能在短期内进行试验时，应放在干燥、清洁的室内妥善保存。保存期最好不要超过三个月。对于耐蚀性差的试样，应进行防锈封存或放在装有防潮砂的干燥器内保存。6试样的暴露
6.1根据试验需要暴露试样。最好选择在每年的潮湿、阴雨季节前（一般为4～5月份或9～10月份）暴露试样。
6.2试样暴露前应彻底清洗表面。-一般可用汽油利酒精清洗。表面油污较重的可用机械或化学方法除去油污。不管用哪一种方法清洗都不允许磨伤和腐蚀试样表面。6.3试样暴露前，应按照试验方案进行原始性能检查与测试。通常包括：a．外观检查与照相；
b、测定试样的原始重量和尺寸：C测定试样表面防护层的厚度：
d．测定试样表面的光泽和颜色：e。测定试样的机械性能利其他物理、化学性能。6.4按照试样的批号、组号利分号，出左至右，街上至下，依次暴露试样。同一种类型和同一时间取下的试样，应尽简能地放在同一架（榭）的同一层。6，5暴露试样时应避免擦伤试样，拿取试样时应带上干净手套，防让手汗、脏物污染试样，6.6试样全部暴露之后应当立即进行检查核对，如发现错误应立即纠正，并绘制试样暴露位置图。6.？试样暴露去标志着自然大气腐蚀试验正式开始。7试验的日常管理
7.1试验的日常管理是保证试验正常进行的关键。忽视试验的日常管理，往往不能得到予期效果，甚至前功尽弃。
7.2试验的口常管理J.作一般包括：a．检查试样卧定情况，以防止松弛脱落，荐有试样脱落，应立即拾起，清除表面脏物（但应避免2
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破坏试样原腐蚀表面），放回原处，并作记录：b。检查试样标记是否清晰，如有不易辨认时，可补加铝制标牌（见附录B3.5），并用尼龙线固定在相应的试样上;
C，及排除影响试验正常进行的各种因素（例如试验设置的损坏、试验场内有高于0.2米的植物等）；
d．完成试验方案规定的其他工作，例如记录试样开始出现腐蚀的时间和应力腐蚀试样开始出现裂纹和断裂的时间等。
8试样的定期检查与测试
8.1按照试验方案规定的检查测试项目、方法、周期及要求，进行试样的定期检查与测试。检查与测试最好在试验站进行。如果试验站缺少检查测试条件，可将试样取回，由试验委托单位进行检查测试。8.2试样的定期检查与测试通常包括：8.2.1外观检查
a．外观检查是记录试样表面腐蚀状况的主要方法b．按HB5192-81“金属材料及其防护层表观腐蚀等级评定方法”规定的方法，进行外观检查和评定外观腐蚀等级：
c，以外观检查结果作为评定腐蚀试验结果主要依据的试样，其外观检查周期一般可为：开始试验后第1刀、3月、6月、1年，以后每半年或一年检查一次，直至试验结束，d．露要定期取样作其他性能捡查，而不以外观检查结果作为评定试验结果主要依据的试样，可在每次取样时进行外观检查；
e，耐蚀性差的试群以及需要准确记录表面开始出现腐蚀和断裂时间的试样，外观检查周期可另行规定，并在试验方案中具体说明；f．按照试验方案的要求对试样进行外观照相。8.2.2重量损失测定
a．重量损失是评定金属材料及防护层腐蚀破坏程度的常用指标，但对于点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等非均匀腐蚀不适用：
b按HB5257一83“腐蚀试验结果的重量损失测定和腐蚀产物的清除”规定的方法进行重量损失测定：
c。重量损失测定周期一般可为：开始试验后第1年、2年、3年、4年、5年。耐蚀性差的试样，其测定周期可以适当提前；蚀性好的试样，其测定周期可以适当推退；带防层的试样，当基体金属开始出现明显腐蚀破坏时，即可停业测定重量损失。8.2.3机械性能损失的测定
a。机械性能损失是评定金属结构材料腐蚀破坏程度的主要依据。在试验过程中施加一定应力的试样，主要观察其产生应力腐蚀破裂的时间；在试验过程中不施加应力的试样，主要测定抗拉强度。和延仲率8的损失值；
b，按HB5143～5153一80“金属机械性能试验方法（一）”中的有关规定进行机械性能损失测定。机械性能损失的测定周期般可为：开始试验后的第1年、2年、3年、5年，10年。耐蚀性差的试样，其测定周期可适当提前，耐蚀性好的试样，其测定周期可适当推迟；c，在进行腐蚀试验前，每一个试样都应当准确地测量其宽度（应使用精度不低于0.02毫米的量其）、厚度或直径（应使用精度不低于0.01毫米的录具），各测三点，取最小值，并以此计算试样的断面积，腐蚀试验后在测定机械性能时不再测量试样的宽度、厚度或直径。带有加工余量的试样，在腐蚀试验前只测景其厚度，宽度得腐蚀试验后加！成机械拉伸试样后前测量：d．腐蚀试验后逊行机綫性能测定时，允许试样表面带有少量的腐蚀产物。始有厚层疏松的腐蚀产3
物时，可用木制或骨制刮刀轻轻刮除。8.2.4腐蚀破坏类型的显微观测
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a：为了测定腐蚀向金属内部扩展的微观特征及腐蚀破坏的类型（例如观测晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹和局部腐蚀坑的深度等），可以从试样上切取需要观测的部位，制成金相磨片，然后在金相显微镜下逃行观测；
b，经过腐蚀试验后的试样，在制备金相磨片时，一般不再进行浸蚀，以保留原腐蚀表面C，根据试验需要拍摄金相显微照片。9试验结果的评定
9.1金属结构材料试样
9.1.1应力腐蚀试样：以开始出现应力腐蚀裂纹和断裂的时间，作为评定试验结果的主要依据，试样表面腐蚀和断口腐蚀的显微观测作为参考依据。9.1.2一般不施加应力的试样：以机械性能（抗拉强度和延伸率）的损失百分率，作为评定试验结果的主要依据，通过重量损失数据计算出的乎均腐蚀速度F立（微米年）和通过腐蚀深度数据，计算出的最大腐蚀速度FVa”（微米／年）以及通过外观检查得到的试样表观腐蚀状况和级别，作为评定腐蚀试验结果的参考依据。
a，抗拉强度损失百分率Kα（%）：Kg,(%)hul ×100 ...
Ubo：腐蚀试验前原始抗拉强度值，（公斤／毫米2）；Qb1：腐蚀试验后的抗拉强度值，（公斤／毫米2）；注：用腐蚀试验前测量的试样尺，计算试样的断面积。b．延伸率损失百分率K?（%）：K(%)=_d
8。：腐蚀试验前延伸率原始值，（%）：é1：腐蚀试验后延伸率值，（%）；c，平均腐蚀速度F（微米／年）：X100
FV=WW×10000
W，：腐蚀试验前试样的原始重量，以克计，精确到0.001克：W2：腐蚀试验后并去除腐蚀产物后试样的重量，以克计，精确到0.001克；.(）
·（2）
（3）
A：试样表面积（--般包括正反两个主要表面的表面积，如果边缘和四个侧面不进行涂漆保护，其表面积也应包括在内），以厘米2计，精确到0.01厘米2；T：腐蚀试验的延续时间，以年计：D：被测金属材料或防护层的比重，以克一厘米3计：（注：根据需要，平约腐蚀速度也可以用其他单位表示。）d．最大腐蚀速度FVmax（微米／年）：FVmax
L：腐蚀破坏的最大深度（在显微镜下或用腐蚀深度计观测到的最大深度），以微米计：T：腐蚀试验的延续时间，以年计：4
9.2带有防护层的金属试样，一殿以基体金属开始出现腐蚀的时间，以及根据基体金属开始出现腐4
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蚀的时间，计算得到的防护层的最大腐蚀速度FV×，作为评定腐蚀试验结果的主要依据。防护层本身开始出现腐蚀的时间，及通过重量损失数据，计算得到的防护层的平均腐蚀速度F（微米／年）：作为参考依据。
防护的最大腐蚀速FVma×（微米／年）：FVmer
H：腐蚀试验前防护层的原始厚度值，（微米）；Tt：基体金属开始出现腐蚀的时间，（年）。H
9.3如果需要以其他试验数据，作为评定腐蚀试验结果的依据时，应在试验方案中具体说明。10试验报告
试验报告主要包括下列内容：
任务来源、试验任务号（题目令号）、试验批号、试验主办单位和参加单位、试验目的及予期a.
效果；
试样的原始记录（试样的种类、规格、数量、标记、原材料及制作工艺记录）：试验地点、试验条件和试样的固定方法；试验开始和结束日期；
试验期间环境腐蚀因素记录汇总（见附录C）：f.
腐蚀试验结果；
其他说明。
A.1试验场地
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附录A
金属材料及非有机覆蓝层自然大气腐蚀试验场地及试验设置（补充件）
A.1.1金属材料及非有机覆盖层，进行自然大气腐蚀试验的场地，般应比较开，原则上要求试验场四周东、西、南方向20°角以上、北面45°角以上没有障碍物。除工业性大气腐蚀试验场外，四周不得有通风口、烟窗等排放腐蚀性物质的设施。A.1.2试验场地--般为泥土地面。要求场地平整、无积水。通道铺砖或铺水泥。除通道外，试验场地应有植物覆盖，但其高度不应超过0.2米，如有超过，应及时清除。A，1.3试验场地四周应围铁丝网或篱芭，以防止外来干扰，保证试验正常进行。如果采用砖砌围墙，应考虑采用通风良好的结构。
A，1.4试验场最好设在气象台（站）附近，以便可以利用该台（站）的气象数据A.2露天试验架
A.2.1露天试验架是供代表在露天环境下，使用的材料及制品的试样，进行自然大气腐蚀试验的主要设备。在露天试验架进行试验的试样，要能充分遭受外部自然大气因素（阳光照射、风吹雨淋、空气中侵蚀性介质、水分和尘埃的作用等）侵袭。A.2.2露天试验架设在试验场内，要求坚实牢靠，在长期试验过程中要能经受住周围环境的侵袭。A.2.3露天试验架的结构应尽可能地简单，拆装容易，制做方便，成本低廉，使用期长，既能容纳大量的试样，又不过分笨重。
A.2.4露天试验架可用经阴极化、涂漆防护处理过的铝材制做，也可用镀锌钢材或木材制做，并涂漆保护。或者框架用上述材料制做，底座用钢筋水泥。框架固定在底座上，正面朝南，通常与地面成45°角倾斜放置。
A.2.5露天试验架应排列整齐，周围不得有遮挡阳光、风雨的设施，前后两排试验架的距离不少于3米，以免前排试验架遮挡阳光在后排试验架的试样上产生阴影。A.2.6试样用绝缘材料（陶瓷、塑料、有机玻璃、经阳极化涂漆的铝合金等）制做的夹具牢固地固定在露天试验架上。夹具的形状和大小根据试样的形状和大小而定，但要保证试样固定牢靠，在长期试验过程中不致于脱落、摆动和磨伤，同时试样被夹持部位应尽可能地小，夹具的结构应尽可能地简单，装拆容易，制做方便。
A.2.7应保证在露天试验架上试验的试样，正面（带有试样号的一面）朝南，与地面成45°角倾斜置，所有试样的最下端，距地不应小于0.5米，以防正下雨时泥水会溅在试样上。所有试样的最上端距地应不高于1.6米，以便于试样的装拆和检查。要防止试伴之问互相干扰，防止上面试样和夹具的腐蚀产物流在下而的试样上，试样左右之间的距离应大于5米，上下之间的距离应大于20毫米。A.3百叶棚（箱）
A.3.1百叶棚是供代表在受遮盖而又不密闭的环境下使用的材料及制品的试样，进行自然大气腐蚀试验的主要设备，设在试验场内A.3.2百叶棚的棚顶用不透水材料制做，星人字形，以防止棚顶积水和漏水。百吁棚南北向开门，四周开窗，门窗为双层百叶式。A.3.3试样装在用绝缘材料制做夹具上，然后放入棚内。试样正面（带有试样号的一面）朝南，与地6
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面成45°角倾斜放置，所有试样距地面不得小于0.5米，并不得互相接触。试样在百叶棚内不受日照雨淋，但是由于棚内与外部空气相通，试样能部分遭受外部大气因素（例如空气温、湿度变化、水分凝聚、空气中侵蚀性介质和尘埃等）影响。A.3.4两个百叶棚之间应间隔一定的距离（不少于棚高度的两倍），以免互相影响。A.3.5金属样品应和非金属样品分开放置。A.4试验仓库
A.4.1试验仓库是供试样进行贮存试验用的主要试验设备。A.4.2按照工厂生产仓库的要求来修建试验仓库。试验仓库最好修在试验场内，也可以在试验场附近单位的生产仓库中抽出一定面积作试验仓库。A.4.3试验仓库设有金属制做的试样架。在试验仓库内进行试验的试样，应予先装在用绝缘材料制做的夹具上，然后放在试验仓库内的试样架上。所有试样与地面成45°角倾斜放置，距地面和房顶（天花板）均不得小于0.5米，并不得互相接触。A.4.4试验仓库一般为水泥地面，门窗不应经常开，仓库内应经常保持干净，地面不得尘士飞扬。A.4.5不允许用能对试样试验结果产生影响的材料制做试样架和夹具，如果用木材制做试样架，木材的含水量应不大于18%。
A.4.6金属样品应与非金属样品分开放置。A.5测量环境腐蚀因素用的仪器设备A.5.1根据试验需要添置测量环境腐蚀因素的仪器设备。A.5.2常采用的测量环境腐蚀因素的仪器设备有：a，温湿度自记仪：记录试验场内的空气温度（℃）、相对湿度（%）和绝对湿度（克/米\），并应附有校正自记仪用的最高最低温度计和于湿球温度计（精度不低于0.2℃），上述仪器可放在百叶棚（箱）内，试验仓库内可只放置干湿球温度计：b。雨量自记仪：记录降水量（毫米/天）和降水时间（小时/天）；c：且射计：测量太阳的辐射量（卡/米2·天）；d．日照计：测量日照时数（小时/天）；e，风向风速计：记录风向和风速（米/秒）；f．雨水分析设备；分析大气沉降物（雨、雪、尘埃等）的成分和特性（例如pH值、C1-、和SO等的含量）；
9．空气分析设备：分析空气中SO2、C1-、NO等污染物的含量（毫克/米\）；h．Fe-Cu腐蚀监测电池、FC-4电偶腐蚀计和XWX-200记录仪，记录金属表面润凝的时间（小时/天）。
A.5.3附近有气象台（站）的试验站，可以直接抄录有关环境腐蚀因素记录数据，如果不能满足试验要求，可增添其他的测量环境腐蚀因素的仪器设备。A.6样品检查室和检查测试仪器设备A,6.1试验站一般应设立样品检查室，供样品检查测试用。A.6.2样品检查室最好建在试验场附近，A.6.3样品检查室应配置：
a，自来水和动力、照明用电：
b．样品检查台（带局部照明）及工具（例如：20～50×的工具放大镜等）：c，存放试样用的干燥箱和干燥器：7
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d．存放检查试录、技术文件的资料柜；装拆试样和维修试验仪器设备用的工具及工.作台。c.
A.6.4根据试验需要和试验站的规模，样品检查室还可配置：试样外观照相用的仪器设备（包括照相机、暗室、洗印利放大照片的设备）；a.
测定重量损失用的仪器设备（包括精度为0.1毫克、感量为200克的分析天平：精度为1毫b.
克、感最为500克的工业天平；清除腐蚀产物和清洗、干燥试样所需的玻璃槽、吹风机、烘箱等仪器设备）；
测量试样尺寸和防护层厚度用的仪器设备（包括千分尺、测微计、电磁测厚计等）：观测腐蚀破坏类型用的金相显微镜与制片、照相设备；测量试样表面光泽变化用的光电光泽计等；测量机械性能损失用的仪器设备；测量其他物理、化学性能用的仪器设备。B.1种类和规格
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附录B
金属材料及非有机疆盖层进行自然大气腐蚀试验用的试样（补充件）
B.1.1用零部件或产品作试样
a。根据试验需要可直接从实际生产中，抽取一-定数量的合格的零部件或产品作试样：b．如果零部件或产品过大，可以从中截取需要进行试验的某一部分作试样，但切口应涂漆保护；c．如果零部件或产品过小（表面积小于0.5分米\），可适当增加试样数量，使其总表面积不小于0.5分米2。
B.1.2专门制备的试样
a，需要测定机械性能损失的各种金属板材，建议采用HB5143一80规定的室温拉伸试样（最好用K一11.3的长形试样），不需要测定机械性能损失的金属板材，建议采用100×50（毫米2）的平板试样。试样厚度根据试验需要确定。如果表面要求磨光，试样厚度最好不少于3毫米，b．需要测定机械性能损失的棒、管、丝、型材，建议采用HB5143一80（棒材和型材）、HB5145一80（管材）以及HCS46一92（丝材）规定的室温拉伸试样，不需要测定机械性能损失的棒管、丝型材，建议采用长度为100毫米的试样；C。在试验过程中需要施加应力的试样，根据试验需要另行规定，并应在试验方案中具体说明。B,2数量
根据试验需要确定试样数量。为保证试验数据准确可靠，每一次测试时的平行试样不得少于3件。B.3标记
B.3.1每一个试样都要有标记。在整个试验过程中，标记应始终保持清晰可认。B.3.2标记应力求简单明了，最好能从标记中辨辩认出制样单位、试验地点、试验条件、试验批号、试样组号和分号。
B.3.3标记最好打在试样的非主要试验表面上，但应便于检查时辨认。专门制备的平板试样，可在试样下端装挂孔的两边用钢字头打上标记，并涂漆保护。B.3.4如不适宜在试样.上直接用钢字头打标记时，可将标记打在经阳极化的铝制标牌上，然后将铝标牌用尼龙线牢固地拴在试样上。B.3.5铝制标牌大小见下图。
试样标记说明
材料：防锈锯
厚度：1～2毫米
表面处理：阳极化并涂漆保护
B.4制作要求
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铝制标牌
试样制作单位代号
1代表621所
试样地点代号
1代表北京
试验条件代号
A代表露天
试验批号代号
5代表第5批
试样组号
1代表第1组
试样分号
2代表第2号试样
B.4.1用来制备自然大气腐蚀试验样品所用的原材料，一般应当是经过检验、工.艺稳定、质量合格的定型材料（可以从生产用料中抽取），不得用边料、废料、化学成分和来源不明的原材料制作试样，也不得用工艺尚未定型，质量尚未稳定的不合格材料制作试样。在原材料生产和贮存过程中，不得出现混料以及影响腐蚀试验结果的其他不正常情况，也不得用存放过久，已经产生腐蚀破坏或失效变质的原材料作试样。
B.4.2试样制作工艺应当尽可能地与它所代表的材料、零部件和产品相同。每一制作工艺都必须按照相应的质量检验标准检验合格。对试验结果有明显影响的主要工序（例如表面处理利热处理等），必领详细记录其工艺条件。
B.4.3每一组平行试验的试样，在制作时工艺条件应力求一致，最好能从同一炉（批）材料中截取试样，甚至最好能从同--块板上截取试样，试样的截取方向也应当一致（按压延方向为试样长边进行截试样）。
B.4.4加工好的试样，其表面状态应与它所代表的材料、零部件或产品相同。试样表面不允许带有工缺陷和机械损伤，试样边缘和切口应打去毛刺。B.4.5为消除试样边缘腐蚀效应，建议所有试样的四周边缘、切口、装挂孔、夹具夹持部位以及其他非试验部位最好涂漆保护。对于耐蚀性差的材料（例如镁合金和普通钢等），如箭进行机械性能测定时，也可采用带有加工余量的平板试样（200×40毫米2），腐蚀试验后，再按HB5143-80的规定，加工成室温拉伸试样，进行机械性能测定。10
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