【技术帖】汽车材料大气腐蚀和实验室加速循环腐蚀试验方法的相关性研究

摘 要：简单介绍制定汽车零部件及材料实验室循环腐蚀试验方法标准的背景和意义，重点分析实验室循环腐蚀试验方法与户外腐蚀方法的相关性，并将与户外腐蚀相关性好的实验室循环腐蚀试验方法推荐到新的中国汽车工程学会（SAE-China）汽车防腐蚀与老化分会标准中。

关键词：循环腐蚀试验；户外加速腐蚀测试；户外自然腐蚀测试；汽车零部件及材料

引言

汽车零部件及其所使用的材料在长期服役过程中，受到自然环境的温度、湿度、氯离子等作用，会逐渐出现锈蚀、起泡、开裂等腐蚀现象，并伴随有汽车零部件性能的衰减，最终影响车辆的使用和安全，所以汽车腐蚀问题日益受到大家的重视。

随着新能源汽车的飞速发展和汽车向轻量化方向的发展，使汽车的防腐蚀问题面临新的挑战。

1、户外腐蚀测试与实验室循环腐蚀测试试验

由于现场大气腐蚀采集数据的试验周期长、影响因素多，在金属材料的耐大气腐蚀性能评价以及腐蚀锈层的演化研究中，借助实验室模拟加速腐蚀或户外模拟加速腐蚀的方法就显得十分重要。这些方法能在短时间内较快地得到试验结果，并可在一定程度上推测材料的长期腐蚀行为，也可分析研究某一个或几个典型的环境因素对材料腐蚀的影响及其作用规律。为了获取相关对比试验数据的支持，不仅要开展实验室循环腐蚀试验，还应开展户外腐蚀测试。因为户外腐蚀测试是实验室循环腐蚀试验的基础，可用于指导实验室循环腐蚀试验方法的制定。

1.1 户外腐蚀测试

户外腐蚀测试分别安排在厦门海边自然条件，以及海南琼海按ASTM D 6675—2001（2011）《汽车钢板有机涂层盐加速户外表面腐蚀试验方法》人工喷洒盐水。厦门属于亚热带海洋性气候环境、海南属于亚热带高温、高湿气候环境，在户外环境和腐蚀性测试方面，两地在国内具有一定的典型性和代表性。

1.2 实验室循环腐蚀测试

实验室循环腐蚀测试一共有6个不同的试验方法，见表1，其中Q-Lab CATCH-24（Q-Lab Corrosion Accelerated Test with Controlled Humidity）是由Q-Lab公司设计的新方法，它是在目前汽车行业主要采用的试验方法基础上进行了改进而形成的，具体测试步骤及条件见表2。

表1 汽车行业主要实验室循环腐蚀试验方法的比较
Table 1 Comparison of main laboratory cyclic corrosion test methods in automotive industry

表2 CATCH-24试验方法
Table 2 CATCH-24 test method

注：盐溶液为1%NaCl溶液，用0.5 mol/L的H2SO4调整溶液的pH为4.0，在第1～3步中的12 min喷淋时间内，在80 cm2的水平面积上的平均盐雾沉降率为39～79 mL。

1.3 试验样品

试验收集了来自不同单位、不同工艺条件下制备的19种车身样板。样板基材有冷轧钢板、镀锌板、铝板等，前处理工艺有传统磷化、新型锆化和硅烷化处理等，涂层体系有传统的三涂层体系和一体化的免中涂涂层体系。所用涂料包括粉末涂料、水性涂料和溶剂型涂料。

2、实验室循环腐蚀试验与户外腐蚀试验的相关性分析

表3 试验样板外观评级的排序
Table 3 Visual rank-ordered of test panels

表4 实验室循环腐蚀试验方法与户外腐蚀试验方法的相关系数
Table 4 Correlation coefficient between the laboratory cyclic corrosion and outdoor corrosion test methods

图1 试验方法CATCH-24与户外腐蚀的样板对比照片
Figure 1 Comparison photographs of CATCH-24 test method and outdoor corrosion test

3、结语

通过实验室循环腐蚀试验与户外腐蚀试验的对比，得出Q-Lab公司新研发的试验方法Q-Lab CATCH-24腐蚀速率更快，与户外腐蚀的相关性更高。标准工作组决定将试验方法CATCH-24写入即将发布的SAE-China《汽车零部件及材料实验室循环腐蚀试验方法》中。

来源：《上海涂料》