「技术帖」汽车不同区域强化腐蚀试验研究汽車頭條網

摘要：为了了解汽车不同区域的腐蚀关联性，以有效解决汽车腐蚀问题，在整车强化腐蚀试验过程中于汽车不同区域进行挂片试验。分析了试验过程中试片的腐蚀微观形貌及腐蚀产物，并研究了整车不同区域腐蚀量随腐蚀时间的变化情况。结果表明，试片的腐蚀形貌和腐蚀产物随整车强化腐蚀试验的进行而发生变化，并且试片在整车不同区域的腐蚀量不同，腐蚀量由大到小的区域分别为机盖、侧围、顶盖和机舱内部。

关键词：强化腐蚀试验　微观形貌　腐蚀产物　腐蚀量

1、前言

随着汽车产业的不断发展，人们对汽车品质的要求越来越高，汽车抗腐蚀性能成为主机厂和消费者考核汽车品质的重要项目。汽车腐蚀不仅影响车辆外观品质，还会因制动系统、转向系统、动力系统等功能部件生锈而给车辆行驶带来极大的安全隐患。

整车强化腐蚀试验是验证汽车耐腐蚀性能最有效的措施之一，目前已被国内外众多汽车企业应用。但在进行整车强化腐蚀试验过程中，发现整车不同部位的腐蚀程度不同，并且对同一个零部件而言，很难在整车腐蚀试验结果与试验室腐蚀试验结果之间建立关联性。针对以上问题，开展了整车不同部位腐蚀挂片试验，旨在为汽车行业腐蚀研究提供基础数据，同时也为建立整车及零部件的腐蚀关联性提供数据支持及理论依据。

2、试验部分

2.1 整车强化腐蚀试验

整车强化腐蚀试验是指汽车在指定的试验场内进行循环的包含盐雾试验、高温高湿试验、强化腐蚀路行驶（盐水路、碎石路、泥浆路等）等试验内容的一种考核车辆耐腐蚀性能的综合性试验方法，整车强化腐蚀试验的主要试验工况及试验内容见表1。

表1　整车强化腐蚀试验的主要试验工况及试验内容

整车强化腐蚀试验主要包括试验车预处理、正式强化腐蚀试验、试后的全面检查及腐蚀结果评价等步骤，具体试验过程参照QC/T 732-2005《乘用车强化腐蚀试验方法》，试验周期为100循环，每个试验循环为24h，10个腐蚀循环等效为1个腐蚀年。图1为整车强化腐蚀试验循环示意图。

图1　整车强化腐蚀试验循环示意

2.2 试验样品及测试仪器

2.2.1 试验样品

宝钢DC01冷轧板，试片规格为50 mm×35 mm× 0.8 mm。

2.2.2 测试仪器

a、Keyence VHX-2000型三维显微镜；观察试片在整车试验过程中的微观形貌；

b、RIGAKU DMAX-RB型X射线衍射仪：分析腐蚀产物的组成。

2.3 试验过程

选取一定数量的DC01冷轧板试片，将试片分别挂于机盖、顶盖、侧围和机舱内部，随整车进行整车强化腐蚀试验。试验过程中，每经过10个循环后，在不同部位各取下3块试片，其中1块试片进行腐蚀产物分析，另外2块试片进行腐蚀量的测定。

3、结果分析与讨论

3.1 腐蚀形貌分析

整车试验过程中，通过三维显微镜对前10个、20个、30个循环（分别为240h、480h、720h）的腐蚀形貌进行分析，图2为冷轧板试片在整车强化腐蚀试验过程中的微观腐蚀照片。从图中可以看出，随着试验时间的增加，试片的微观形貌发生了较大变化：10个循环时，试片表面出现小的颗粒状腐蚀产物；20个循环以后，试片表面颗粒物增多并变大，且试片表面出现明显裂纹，说明腐蚀由表面逐渐延伸到材料内部，并且腐蚀产物形态发生了一定变化。

图2　冷轧板试片在整车强化腐蚀试验过程中的微观腐蚀照片

3.2 腐蚀产物分析

图3为冷轧板试片在整车试验过程中的X射线衍射（XRD）分析图。由XRD分析结果可知，冷轧板腐蚀产物主要为FeOOH、Fe₃O₄、Fe₂O₃和Fe（OH）₃。10个循环时的腐蚀产物主要是Fe₃O₄，其次是Fe₂O₃及其水合物；30个循环时的腐蚀产物为FeOOH及少量Fe（OH）₃。可见，随着试验时间的增加，腐蚀产物由Fe₃O₄和Fe₂

O₃逐步转变为FeOOH和Fe（OH）₃，佐证了图2中微观形貌的变化。整车强化腐蚀试验过程中的水汽和氧气作用于试样表面，并随着裂纹进入基材内部，使阳极Fe发生溶解，生成Fe₂+并在H₂O和氧气作用下形成FeOOH；另外，Fe₃O₄和Fe₂O₃在有氧条件下也会生成FeOOH，少量Fe（OH）₃可能是由Fe₂O₃在高温、高湿环境中形成的。

3.3 不同部位腐蚀情况分析

每经过10个循环（240h）试验后取下试验试片，按照IS0 8407《金属和合金的腐蚀-腐蚀试样上腐蚀产物的清除》规定的化学清洗方法去除试片表面的腐蚀产物。采用失重法测试试样的腐蚀量，按照以下公式计算腐蚀量。