GB/T 29088-2012 金属和合金的腐蚀 双环电化学动电位再活化测量方法 GB/T29088-2012 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS 77.060
中华人民共和国国家标准
GB/T29088--2012
金属和合金的腐蚀
双环电化学动电位再活化测量方法Corrosion of metals and alloys-Electrochemical potentiokinetic reactivationmeasurement using the double loop mcthodIS0 12732.2006,Corrosion of metals and alloys--Electrochemicapatentiokinetic reactivation measurement using the double loopmethod(based onCihal'smethod),MOD2012-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2013-10-01实施
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。GB/T29088—2012
本标准使用重新起节法修改采用ISO12732:2006金属利合金腐蚀双环电化学动电位再活化測量方法争。
本标推与IS012732：2006的技术性差异及其原因如下：关于规范性引用文件，本标准做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反应在第2章“规范性引用文件\中，具体调整如下：用修改采用ASTMF112：1996的GB/T6394—2002代替ISO643--2003（见第10章D.2）。其中ASTME112—1996与ISO643—2003标推有一定差异，但本标准引用内容在上述两个橡推中不存在技术差异，*用等效采用国际标准的GB/T10123—2001代替IS08044；1999（见第3章）用钢铁及合金产品牌号统一数字代号（ISC）代替金属和合金统数字编号系统（UNS)（见第 11章）。
本标准做了下列编辑性修改：
删除国际标准目次、前言和引言；删除第1 章中对于附录C的说明;删除附录D中参考文献ASTMG108的引用，直接引用ASTMG108—1994的9.2作为D, 2 的注。
本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。本标准起草单位：宝山钢铁股份有限公司、冶金工业信息标准研究院。本标推主要起草人：赵艳亮、胡凡、侯捷、陈红星、刘宝石、吴玮巍I
1范围
金属和合金的腐蚀
双环电化学动电位再活化测量方法GB/T 29088--2012
本标规定了使用双环电化学动电位再活化（DL-EPR）试验评定不锈钢和镍基合金敏化程度(DOS)的方法。
本标雅适用于定最测最晶界或基体中由有害热效应影响所形虑的合金元素贫乏区域。因为沿融合线的化区分布可能是非均勾的，在测试焊缝热影响区时宜格外注意。该试验结果可作为判断不锈钢和镍基合金晶问腐蚀、点蚀和晶间应力腐蚀开裂的潜在敏感性指标，但在进行蚀类型的预测时还需要进行特定的补充试验。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注口期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/Y6394·2002金属平均晶粒测定法GB/T10123—2001金属和合金的腐蚀基本数语和定义（cqVISO8044：1999）3术语和定义
GB/T10123一2001界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
电量 elertric quantity
钝化过程中的电量(Q,)和再活化过程中的电量(Q,)，是分别通过计算曲线上钝化峰和再活化峰电流对时间的积分得出的。
4原理
对耐蚀盒金进行热处理包括焊接会出班微小颗粒物析出，如304不锈钢中的碳化髂或双相不锈钢中的相(FeCTMa）。基体中合金元素扩散程度是出温度决定的，在微小颗粒物形成时若得不到基体中合金元素的扩散补充，会使其邻近区域中合金元素贫乏，通常将这一过程称为敏化。合金元素贫乏区域耐腐蚀性能差，也容易产生应力腐蚀开裂，这种破坏机制的扩展程度取决于合金元素的贫乏程度和合金元素贫乏区城的密度。因此，需要一种简单的试验方法来快速判定不锈钢和镍基合金中潜在的有害热效应。电化学动电位再活化试验(EPR)就是以此为目的开发的。目前，实验室中应用的两种电化学动电莅再活化试验方法分别是单环法和双环潜。单环法尽管已包活了从钝化状态到活化状态的极化扫描，恒存在对表面光洁程度过于敏感的缺点。在对电解池和配方式进行适当改进后，电化学动电位再活化试验（EPR)也适用于现场试验。1
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双环法是电化学动电位再活化试验方法的首选。这种试验方法是将试样浸泡在一种酸性溶液中，用附极极化方法使其进人钝化区。浸泡初期随着在活性腐蚀条件下材料表面的溶解，表面处理可能引起的影响逐渐减小。从钝化状态开始，试样以一定的扫描速率进行阴极极化（见图1）。随着电位向负方向移动，缺乏有效合金元素的贫乏区的钝化膜逐渐变得不稳定并开始溶解（比如还原溶解）。由于溶解速率小，同时受到扫措速率的制约，阳极电流不能大幅增长，因此只能检测到有限的阳极蜂值电流。阴极极化扫描时阳极溶解的过程就是再活化。当钝化电流小于对应电位下的阴极电流时，电位下降过程中会山现瞬间的阴极电流。
由于合金元贫乏区的存在，局部饨化膜的保护性下降更容易被还原。因此，当相邻区域有钝化膜覆盖时，合金元素贫乏区更容易发生活化溶解。电流的逐渐增大反映了活性区域的扩展情况，这与合金元素贫乏程度和相应的钝化膜性能（某些区域在较高的电位下还原，某些区域在较低的电位下还源）关联。随着活性区在整个试样表面逐渐建立，出于塔菲尔效应造成的活性区域电位降低与电流减小相互抵消，从而可以观察到再活化峰。电流密度的峰值和与此峰相关的电量，主要取决于合金元素贫化的程度。
再活化峰值与活化峰值的比值，或者再活化峰电量与活化峰电量的比值与固溶退火试样的测试结果相比较时，得出敏化指数。但是,对于敏化的品界，这些数值应该用晶粒尺寸来进行归一化处理。诞试结束后，为确定其局部腐蚀特性，要对试样进行检查，说明：
X轴——电位：
Y轴—-电流密度对数.
一阳极扫描：
再活化扫。
图1双环EPR试验方法极化曲线示意图5试验装置
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获取EPR数据必需的实验装置由电子设备和一个试验电解池组成。电子设备可以是集成的成套设备也可以是分离的部件单元。5.1恒电位扫描仪
恒电位扫描仪对电位的控制精度应在土1mV以内，其电位和电流范围满足EPR测量要求。恒电位扫描仪的电压范围应从一2000mV～+十2000mV,电流范围从1μA～1A。5.2电极电位测试装置
在测量过程中，为了尽量碱小测量过程中的电流摄耗，电极电位的试电路应该具备 1011~～10数量级的高输人阳抗。大部分恒电位扫描仪都可以满足此要求。设备应该具备足够的灵敏度和精度,以便可以从一2000mV~～十2000 mV范围内检测出 1.0 mV的电位变化，5.3电流测试装置
电路中的电流值是通过测量已知电阻器两端的电位降求得的。在许多恒电位扫描仪中，电流测量由其内部电路完成，们也可以将一个电阻器连接在辅助电极和恒电位扫描仪辅助连接点之问实现外部电流测量。在 FPR试验过程中的电流密度 般在 1. μA·cm-\～l00 mA·cm-\的范围内。对于表面积约为 1. 0 cm\～5. 0 cm的试样,推荐使用当电流密度测量范围由 1 μA*cm-2~～105 μA。 cm-\时,电流测量仪器精度为测量电流绝对值的1%以内。5.4EPR试验电解池
EPR试验电解池宜包括工作电极、参比电极和辅助电极。为避免试验溶液的污染，电解池应使用不会被侵蚀退化的材料制作。推荐采用硼硅酸盐玻璃和聚四氟乙烯材料。辅助电极应放置于合适的位置，使试样表面电流分布均匀。参比电极可直接插人主电解池中，为避免相互污染，可使用双结参比电极或者将参比电被置于一个单独的容器内用盐桥将其与主电解池连接。为了尽最减小参比极与工作电极之间的电位降，宜使用鲁金毛细管。鲁金毛细管尖端与工作屯极表面的最小距离应为毛细管尖端直径的两倍。试验电解池中的溶液体积应该达到使溶液化学性质随反应过程的变化降到可以忽略的程度。工作电极最少需要100 mLcm\\的溶液量，一般推荐使用250 mLcm-：5.4.1电极架
工作电极应使用对测量没有影响的电级架和安装材料（参见图A.2）。对于有保护性氧化膜的金属，在电极架上安置的试样有时会在界面上出现缝隙脑蚀。使用冲洗式电解池或冲洗式电极架（参见附录A)可防止缝隙腐蚀。
5.4.2工作电极材料
工作电极的形态通常为棒状或板状。具体制备方法见第7章。5.4.3参比电极
参比电极的类型根据实际应用进行选择。通常所用的参比电极包括饱和甘汞电极和银/氯化银电极。25℃时，这些电极的电位与标准氢电极的电位换算关系参见附录B。注：若无特殊说明，本标准所用电摄电位均相对于恼和汞电极。3
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5.4.4辅助电极的制备
制备辅助电极的材料不应污染试验溶液，般使用高纯铂金，也可使用其他情性材料。对于铂金电极，通常在浓盐酸中浸泡后用去离子水冲洗。辅助电极的表面积宜不小于工作电极表面积。注：石墨可以作为辅助电极，但应避免泻染。石电极使用之前应对表面我留物进行脱附处理。定期更换石翌电极也可避免污染。
6试验溶液
6.1试验落液常用分析纯的硫酸(H,SO）和硫鼠酸钾（KSCN)两种试剂，由蒸馏水混合配制而成（该溶液可在室温下储存1mon）。试验材料决定试验溶液的红分构成,H,S0的变化范围为0.5mol·L-1～2.5 mol L-1,KSCN的变化范围为 0.00l mal ·L-1~~{\. 0s mol ·L-注：硫氰酸钾易潮解，翅级双相不锈可使用3.0 1ul·L-1盐酸(HCI)试验溶液。6.2试验溶液不应重复使用。
7试样的制备
试样在进行双环电化学动电位再活化(DL-EPR)试验前宜按附录C中的步骤进行敏化处理。试样的制备应避免产生缝隙腐蚀，不能有尖锐边缘。在加工和研磨的过程中应避免试样过热。试拌制备应达到规定的表面粗糙度（如Rα小于0.25比m）。试样在蒸馏水中进行超声波清洗，再用酒精清洗，最后用丙酮冲洗。研磨后的试样在空气中暴露时间过长会影响活化状态溶解度，暴露时间不宜超过1h。研磨后应将试样放在于燥器中储藏，新电解池在现场应用中的性能、仪器和试剂的质量由已知敏化程度的标样确定。8实验步骤
将试样、辅助电极、盐桥探头以及其他相关部件放置于试验电解池中。加人溶液，确认鲁金毛细管中注满试验溶液且没有气泡，尤其是其尖端区域无气泡。1in～2min后记录测试试样的开路（静止或腐蚀）电位。如果所测开路电位与被测合金的正常值偏差较大（如Cr18Ni9型不锈钢的开路屯位相对于饱和甘汞电极为一350mV～一450mV），应对试样进行阴极极化去除表面氧化膜。首先将试样在白腐蚀电位下漫泡5min，然在一定的扫描速率下阳极极化至化区。典型的钝化电位范围一般为200mV～600mV。达到钝化电位后，反向以相同的扫描速率将电位降至初始的自腐蚀电位（Em）。扫描速率以使活化过与再活化过程的差别更加显着为原则，从而得出合金的敏化性。宜通过开展预试验确定最佳扫描速率。典型的扫描速率范周为2000mV.h-l～t5000mV·h-1。连续极化过程宜执行至少三次。对于304:321和347不锈钢：应采用如下试验条件：-试验溶液组成:0.5 mol .I-1 H,SO,Fo,0l mal ·L-1KsCN;扫描速率6 V·h-;bzxZ.net
——极化范围从自魔蚀电位Eo（约一400mV）～十300mV，——试验温度：25℃（注：根据经验谢整现场应用时的温度范围）。9金相检验
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试验完成后，应对试样表面进行金相捡验，以确定没有其他可能影响试验结果的因素（如点蚀等）。当测量的数据需要进行归一-化时，需测量晶粒尺寸。晶粒尺寸数值的测量，首先将渺量网格改在试样的金相图片上，得出试样晶粒尺寸的数值;再将测量数值除以试样单位面积上的品界面积或品界长度。对比核实标准后确定。
10结果评价
测量再活化扫描峰值电流（I）和相对应的活化扫措峰值电流（I)得出两者比值。同样也可用再活化过程的电量(Q,)和活化过程的电量(Q,)来求出比值。该比值与固溶后退火处理试样的测试结果相比较，可得出合金元素贫乏程度指数。当贫化区均匀存在时，这指数可作为对不同敏化处理影响程度的评判标准，
敏化品界，可用活化峰值电流（或活化过程的电量）除以试样面积，或用再活化峰值电流（或再活化过程的电量)除以晶界面积。本标准假设再活化峰仅与品界敏化相关，品粒基体中没有贫化区或其他活性腐蚀区。其关系式是：
(I,/I,)GHA =
SGBA/ASAASASSAI
I,10-\2G+5
(Q./Q,)GEA
再活化电位扫描过程中的电量，单位为库仑(Q)；Q.
Q，--活化电位扫描过程中的电量，单位为库仑(Q)；Q
Q,10-/2Gs
再活化电位扫描过程中的最大电流，单位为安每平方厘米(μAcm-2);I，—…--活化电位扫描过程中的最大电流,单位为微安每平方厘米(uA·cm-2);S——单位试样面积的晶界面积；SA-4 X10-3 V2Fi
试样面积，单位为平方厘米（cm\）；As
Scm-—晶界面积,单位为乎方厘米(cm\)；SA SA X As
晶粒尺小（见GB/T6394—2002）。G
为方便起见，（1./I,）cR和(Q./Q,）cB比值可用百分数来表示。另一种方法是将再活化电流或电最与晶界长度逊行归一化处理，给出尺寸比：(I./I,)GBt.
式中：
LGBA/A,10LAAs/A,
10L-AAsTAs
1.10V2r+s
单位试样面积晶界的长度，单位为每毫米（mm\1);(1
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LA=V2G+S
As—试样面积，单位为方厘米（cm）；晶界长度，单位为厘米（ct）。LGnL
LcEL --10XLA XAs
比值作为相对指数比较不同敏化处理对敏化程度的影响。敏化程度的确定应进行补充试验，附录D可作为初步指南。
11试验报告
试验报告应包括如下信息：
试验样品材料的完整描述，包括钢铁及合金产品牌号统一数字代号（ISC）、成分、热处理方法ay
产品型号：
试样的加工方法和表面处理的细节；e
重复实验的次数和每次试验之后是否重新处理样品表面：液的组成，PH值，体积和温度，以及随时间变化的情况；e）
试样在试验溶液中棵露的面积；所用电解池和电极；
极化前的浸泡时间；
扫描前的开路电位，及其是否稳定：电位应参照标准氢电极：
电位扫描的全部细节，包括扫描速率，起始电位和最终电位；k）
极化扫描典型实例；
分别给出试样和固溶退火处理试样的再活化电流峰值、活化电流蜂值及两者比值，同时要给出晶粒尺寸和表征晶界嫩化特征标推化参数的详细料：m）分别给出试样和固溶退火处理试样的再活化电量值、活化电量值及两者比值，还有晶界敏化的标准化数值：
n）金相观察结果。
A.1冲洗式电解池
附录A
（资料性附录）
冲洗式电解池与冲洗式电极架
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冲洗式电解池（见图A，1)，由·个便于通过外部热循环池加热的圆形双层玻璃样品室和用于连接测温部件，电极以及气体吹扫的各种入口所纽成。电解池底部与样品架合并在一起。样品披周定在电解池外。通过不断地向样品与电解池端口的接触区城输送少量高纯水的方法消除样品与电解池接触点缝隙腐蚀。样品与电解端口被一层或多层滤纸环隔开，由此产生一个纯水，样品和试验溶液之间的扩散屏障。输人此区域的高纯水取代了原本在缝隙区域的所有电解质溶液。对于1ttm”的开口，水流量通常在4mL·h-1～5mL·h-范画内。电解池应足够大以保证有充足的试验溶液，间以将测试时间范围内试验溶液被高纯水的稀释作用减至最小。根据需要，应对试验溶液进行补偿。高纯水与试验溶液的密度差异使其向试验溶液巾扩散，因此高纯水并没有把暴露在电解质中的测试区域与电解质溶液隔开。同时，搅拌会促进溶液有效的混合。因为样品固定在电解池的外部，在升温条件下做试验时电解质和样品之间可能会存在温度差。用搅拌、绝热和减小体积的方法使温度差异减到最小。：
说明：
鲁金毛细管（与参比电极扫连）：2-—温度计;
3—双壁玻璃容器（双离结构的容器可以很好的对温度进行控制)；4—辅助电极，
5 --气体导人器;
蒸馅水；
7.0型圈
8——试样;
滤纸：
10—周定试样的安装螺钉。
图 A. 1多功能冲洗式电解池示例GB/T 29088-2012
.2冲洗式电极架
蒸馏水通过一根安装在底部的用O型密封在聚四氟乙烯塑料架上的玻璃管注人（见图A.2）。水沿着样品上的滤纸分布。用涂有油的不锈钢连接杆固定样品以避免与蒸馏馅水的电接触。对一个10 mm直径的圆柱形试样来说,通常流速约为 1.5 mL-h-1说明：
[——螺丝；
2.-弹簧
聚四氟乙烯盘和O型圈：
4——蒸馏水；
5—玻璃管：
6——涂漆的连接杆；
7——案四氟乙烯盘
8—0型圈；
9——滤纸：
10-同杜形试样。
图A.2冲洗式电极架实例
（资料性附录）
供选择的参比电极在25 C时相对于标准氢电极(SHE)的电位B.1供选择的参比电极在25C时相对于标谁氢电极(SHE)的电位见表B.1表B.1
参比电极
饱和甘汞电极
在1 mal·L-1氧化钾猝液中的银/氧化银电板在0.1mol·L-:氯化钾溶凌中的银/氟化银电极GB/T29088—2012
相对于标推氢电极的电位/V
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附录C
(资料性附录)
推荐的试样敏化处理试验方法
试样在进行电化学动电位再活化(EPR)试验之前应进行敏化处理，敬化处理之前应对含碳物质进行清洗，因为渗碳会导致试验结果无效。试样表面经过轻微的研磨或酸洗后利用不含氯化物的溶剂进行冲洗，可犹得一个清洁的表面。试验样品在暴露于自然环境前宜进行酸洗处理。在EPR试验前，对合金试样进行敏化处理，首先将试样放人加热炉中通过热电偶的控制使试样在给定温度下保温一定时间，然后取出进行水萍。敏化处理工艺由供需双方协商确定未进行敏化处理的合金试样，应模拟最终使用条件进行试验。对需要焊接或热处理的材料，应采用与材料制作过程或服役期问受热方式相同的焊接或热处理。特殊处理方法由供需双方协商确定。10
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