ASTM G48-11中三氯化鐵點蝕試驗的要求

耐蝕合金焊接接頭的耐點蝕性能是一項重要的檢測指標。通常采用ASTM G48-11 Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steels and Related Alloys by Use of Ferric Chloride Solution中的方法A三氯化鐵點蝕試驗方法來進行檢測，常用試驗結果評估方法主要為單位面積失重法和試樣表面形貌檢查法。

本文將對ASTM G48-11中三氯化鐵點蝕試驗進行分析解讀，重點闡述溶液配制、試樣表面處理和試樣制備應注意的一些技術要點。

試驗設備

三氯化鐵點蝕試驗儀器主要由溶液配置設備、試驗容器及附屬設備和試驗結果評估設備等3部分組成。

溶液配制設備

主要有測量精度為0.1mL的移液管、測量精度為0.001g的電子天平、1000mL的錐形容量瓶、250mL的量筒、洗耳球等。

上述帶有測量刻度的儀器均需鑒定合格，并在鑒定周期內使用。

試驗容器及附屬設備

試驗容器推薦采用瓶口直徑為40mm，容量為1000mL的廣口錐形瓶;附屬設備包括恒溫水浴槽以及防止溶液蒸發(fā)的附屬裝置。

試驗結果評估設備

在試驗結果評估前需要按照ASTM G48-11要求對試樣表面進行清理，一般清洗設備為超聲波清洗儀和硬質尼龍毛刷。

試驗結果評估設備主要有：低倍顯微鏡(20×)進行試樣外觀形貌檢查，精度為0.001g的電子天平進行試驗前后兩次試樣質量稱量，精度為0.02mm的游標卡尺用于試驗前試樣尺寸測量。

試驗溶液

FeCl3溶液配制要求相對比較簡單，試驗溶液的配制在ASTM G48-11中也有明確規(guī)定：將100g優(yōu)級純FeCl3·6H2O溶于900mL蒸餾水或去離子水中(即得到質量分數(shù)為6%的三氯化鐵溶液)，若存在不溶解的顆粒，則需用玻璃棉或濾紙過濾去除。

取樣要求

焊接接頭取樣主要包含兩部分：一是在焊縫中心位置平行于焊縫取全焊縫三氯化鐵點蝕試樣，如圖1a)所示;二是垂直于焊縫取焊接接頭(含焊縫、熱影響區(qū)和母材)三氯化鐵點蝕試樣，如圖1b)所示。

圖1 三氯化鐵點蝕試驗取樣示意圖

試樣加工推薦機械加工方法：線切割加工方法推薦試樣尺寸：25mm×50mm，試樣厚度推薦采用2mm。當試料無法滿足標準推薦的取樣尺寸時，可根據實際情況加工小尺寸試樣。

表面處理試樣線切割成型后，首先用磨床對試樣表面進行打磨處理，研磨時注意磨床的進給量，避免試樣過熱。最后采用ASTM G48-11推薦的A120號研磨砂紙進行濕法拋光處理。

由于試樣端面無法在磨床上進行打磨，且線切割產生的端面紋理對點蝕具有較強的敏感性，因此需要采用砂紙手工研磨試樣端面，再采用A120號研磨砂紙進行濕法拋光處理。

試樣表面處理很大程度上影響試驗結果，試樣表面研磨后不能代表截取試樣的實際工件的情況。因此，ASTM G48-11中規(guī)定：試樣在加工研磨以后，在空氣中放置24h進行鈍化，保證試樣表面與實際工況的差別最小化。如有必要，可采用與現(xiàn)場同種酸洗處理工藝進行試樣表面酸洗處理。

試驗方法三氯化鐵點蝕試驗主要包含試驗前準備、溶液配制、試驗、試驗結果評判4個步驟，在試驗過程中應注意以下幾個方面。

試驗前準備用精度為0.02mm的游標卡尺測量試樣的長、寬、高，計算試樣6個腐蝕面的總面積S0，并做好原始數(shù)據記錄。

將試樣表面清洗后，用丙酮或無水乙醇除油，然后存放于干燥器內。待試樣充分干燥后，用精度為0.001g的電子天平稱量試樣初始質量m0，并做好原始數(shù)據記錄。待上述準備工作完成后，將試樣在干燥器中存放24h以上進行鈍化。

溶液配制將100g優(yōu)級純FeCl3·6H2O溶于900mL蒸餾水或去離子水中，配置成6%(質量分數(shù))的FeCl3溶液。

試驗取600mL配制好的FeCl3溶液倒入1000mL的廣口錐形瓶中，若采用大于標準的試樣，試驗溶液量應保證每平方厘米試樣表面積所需的試驗溶液量大于5mL。

將盛有試驗溶液的廣口錐形瓶放入恒溫水浴槽中，加熱至規(guī)定的試驗溫度。待試驗溶液達到所需溫度后，將試樣支架和試樣浸沒于試驗溶液中。試樣放入后開始計時，在恒溫的溶液中連續(xù)浸泡72h。試驗過程中，在試驗容器上蓋上玻璃蓋[試驗溫度：(22±2)℃]或冷凝器[試驗溫度：(50±2)℃]以減少試驗溶液的蒸發(fā)。

試驗結果評判試驗結束后，取出試樣。先在流水下用尼龍硬毛刷擦洗試樣表面，再用超聲波清洗儀進行清洗，充分地清除試樣上的腐蝕產物。去除腐蝕產物后，浸放于丙酮或無水乙醇中清洗，然后放置于干燥器中干燥。待試樣充分干燥后，用精度為0.001g的電子天平稱量腐蝕后試樣質量m1。

通過公式計算試樣單位面積的質量損失，計算公式如下單位面積質量損失=(m0-m1)/S0 (1)單位面積失重法適用于點蝕嚴重、均勻腐蝕不明顯的材料，其點蝕程度與單位面積的質量損失成正比。試驗結果的評判依據以技術規(guī)格書或合同為準，一般要求不超過4g·m-2，將試驗后單位面積質量損失的計算值換算成與技術規(guī)格書或合同要求的單位后來進行比較評判。

在20倍低倍顯微鏡下檢查試樣表面有無點蝕坑，一般要求試樣表面無明顯的點蝕坑。試樣邊緣點蝕一般可以忽略，除非技術規(guī)格書中有特殊要求(如評估試樣端部紋理點蝕敏感度)。

結束語

通過解讀分析發(fā)現(xiàn)，ASTM G48-11中的三氯化鐵點蝕試驗相對簡單，實施和操作也相對容易。但在進行耐蝕合金焊接接頭三氯化鐵點蝕試驗時，在溶液配制、試樣表面處理、試樣放置時間節(jié)點等細節(jié)上可能會存在一定的誤區(qū)，這也將影響試驗結果的準確性。在日常檢驗工作中，應強化試驗細節(jié)的合規(guī)性，不斷提高試驗結果的準確性，為企業(yè)生產提供可靠有效的試驗數(shù)據。