[发明专利]一种在金属材料试样上制备腐蚀坑的方法

说明书

本发明公开了一种在金属材料试样上制备腐蚀坑的方法，其制备方法为：在试样需制备腐蚀坑的位置做标识，在标识位置加工盲孔；将加工好盲孔的试样进行超声清洗，将超声清洗后的试样进行烘干，浸入烧热融化的石蜡液体中直至试样表面完全被石蜡密封，将试样从石蜡液体中取出，去除盲孔位置的石蜡；以铅板为阴极、以试样为阳极、以5%~10%的氯化钠和8%~20%的盐酸的混合溶液为电解溶液，将铅板与试样平行置于电解溶液中，使用直流电源进行恒电流电解以加速盲孔位置的腐蚀，即得到目标腐蚀坑。该制备方法能够实现各类型常用金属材料腐蚀坑的快速制备，并可对腐蚀坑尺寸进行人为控制，解决了现有金属材料腐蚀坑制备方法周期长且不具有普适性的问题。

技术领域

本发明涉及金属材料试样前处理技术领域，尤其是涉及一种在金属材料试样上快速制备腐蚀坑的方法。

背景技术

随着越来越多的金属材料承力构件在沿海环境及海洋工况下的使用，以腐蚀坑为诱因的构件失效问题也越来越多的暴露出来。为了解决该类构件的失效问题，需要对其失效机制开展分析并进行试验验证，而含腐蚀坑试样的模拟工况试验室加速试验是其中重要的研究手段。因此，如何在模拟工况试验室加速试验前对试验试样进行腐蚀坑的快速制备，就成了亟待解决的关键问题。

现有的腐蚀坑制备技术主要采用的是不锈钢点蚀测试标准（ASTM G48）中的化学浸泡法，该方法是将整个试样浸泡在FeCl₃溶液中，使试样表面随机生成腐蚀坑。该方法得到的腐蚀坑位置无明显规律性，制备周期长（1~2天），且仅针对不锈钢、镍基合金等材料有效。针对这些问题，目前已有人提出了部分的解决办法，公告号为CN202547997U的实用新型专利公开了滴定式预制点蚀坑装置，该装置利用FeCl₃溶液滴定的方法制备出位置有明显规律性的腐蚀坑，但该方法仍存在以下两方面问题：（1）、腐蚀坑制备周期仍较长，制备周期约1~2天；（2）、制备方法仅适用于不锈钢、镍基合金等材料，对其他金属材料不具备普遍适用性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种在金属材料试样上制备腐蚀坑的方法，以解决现有技术中金属材料试样腐蚀坑制备周期长，且制备方法对金属材料没有普遍适用性的问题。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种在金属材料试样上制备腐蚀坑的方法，其制备方法包括以下步骤：

S1、试样加工盲孔：在试样需制备腐蚀坑的位置做标识，在标识位置加工盲孔；

S2、绝缘密封处理：将步骤S1加工好盲孔的试样进行超声清洗以去除表面的有机污物，将超声清洗后的试样进行烘干，然后浸入烧热融化的石蜡液体中直至试样表面完全被石蜡密封，然后将试样从石蜡液体中取出，去除盲孔位置的石蜡；

S3、电解腐蚀：以铅板为阴极、以试样为阳极、以质量分数为5%~10%的氯化钠和质量分数为8%~20%的盐酸（简写成（5%~10%）NaCl+（8%~20%）HCl）的混合溶液为电解溶液，将铅板与试样平行置于电解溶液中，使用直流电源进行恒电流电解以加速盲孔位置的腐蚀，即得到目标腐蚀坑。

进一步地，步骤S1中，使用台钻在试样表面加工盲孔。

进一步地，步骤S1中，加工的盲孔的深度比腐蚀坑的目标深度小0.3~0.4mm，加工的盲孔的直径比腐蚀坑的目标直径小0.9~1.2mm。

进一步地，步骤S2中，将加工好盲孔的试样置于分析纯的酒精中进行超声清洗20min以去除表面的有机污物。

进一步地，步骤S2中，使用尖针去除盲孔位置的石蜡。

进一步地，步骤S3中进行恒电流电解腐蚀时，电流密度为0.5~3A/cm²，电解时间为10~40min。

进一步地，步骤S3中，目标腐蚀坑呈半椭圆形。