ASTM B117 板材表面处理的权威分析
ASTM B117 是评估金属薄板表面涂层耐腐蚀性能的基础性对比测试标准。该标准提供了一个受控的实验室环境。制造商利用该标准比较各种涂层在特定腐蚀条件下的性能。需要注意的是，盐雾试验并不能直接预测涂层在各种实际环境中的确切使用寿命。其主要用途在于基准测试和质量控制，提供相对性能方面的信息，而非绝对使用寿命。
要点总结
- ASTM B117 是一项标准测试，用于检测金属薄板涂层的防锈性能，并有助于在实验室中比较不同涂层的性能。
- 这项测试并不能告诉你涂层在实际使用中的使用寿命，它只是展示了不同涂层之间的性能对比。
- 该测试使用盐雾试验箱，能够保持温度和盐浓度的稳定，从而确保测试结果的一致性。
- 工程师通常会结合使用其他测试方法，例如循环腐蚀测试，这些测试能更好地模拟真实世界的气候变化。
- 了解 ASTM B117 标准有助于 选择合适的饰面这样可以确保产品使用寿命更长，性能更佳。
了解 ASTM B117 薄板盐雾试验
什么是 ASTM B117？
ASTM B117 是盐雾试验设备操作的标准规范。它提供了一种可控的方法来评估各种材料和涂层的耐腐蚀性。美国材料与试验协会 (ASTM) 于 1939 年推出了 ASTM B117，这是首个正式的盐雾试验方法。该组织，现称为 ASTM International，成立于 1898 年。查尔斯·达德利 (Charles Dudley) 和一群科学家及工程师创立了该组织，旨在解决诸如频繁的铁路断裂等问题。ASTM B117 标准是历史最悠久、应用最广泛的盐雾试验箱试验，于 1939 年正式成为规范。其起源可以追溯到 1914 年，当时美国国家标准局 (National Bureau of Standards) 已开始使用该标准。
标准的目的
ASTM B117 的主要目的是评估涂层或未涂层金属材料的相对耐腐蚀性。该测试在实验室环境中模拟盐雾环境，并控制盐浓度、温度、pH 值和气流等参数。制造商会监测测试样品在腐蚀暴露下随时间推移的响应。该标准有助于在严格控制的条件下生成一致的数据，从而用于质量体系和涂层工艺控制。它便于进行比较评估，识别不同涂层工艺之间的差异。企业利用该标准检测表面处理失效的早期迹象，并监控不同生产批次之间的一致性。ASTM B117 测试，也称为“盐雾”测试，将基材、材料和成品暴露于测试舱内的含盐环境中。这有助于确定哪种材料最先发生腐蚀或分层。
关键测试参数
ASTM B117 标准规定了盐雾试验的精确条件。这些参数确保了不同实验室间试验结果的一致性和可比性。试验箱暴露区的温度必须保持在 35 ± 2 °C (95 ± 3 °F)。该试验箱暴露温度的精度为 ± 0.5 °C。此外，符合 ASTM B117 标准的基本盐雾试验箱的相对湿度范围也规定为 95% 至 98%。试验箱的运行严格控制湿度和盐浓度。盐溶液通常由 5%（质量分数）的氯化钠溶液溶于蒸馏水中配制而成。该溶液在试验箱内雾化成细雾，使试样持续暴露于腐蚀性环境中。
对金属薄板进行 ASTM B117 盐雾试验
样品制备要求
测试前，技术人员会仔细准备 金属薄板 他们会对样品进行彻底清洁，以去除所有污染物。这确保测试结果能够准确反映涂层的性能。样品还必须符合特定的尺寸和形状要求。制造商通常将样品以与垂直方向成 15 至 30 度角的方式安装。这样可以使冷凝水从表面滴落。正确的样品准备对于获得一致可靠的测试结果至关重要。
盐雾试验箱的操作
盐雾试验箱的操作需要精确控制环境条件。技术人员将试验箱温度维持在 35 ± 2 °C。他们还要确保盐溶液（通常为 5% 的氯化钠溶液）雾化成细雾。定期校准雾化喷嘴至关重要。
- 技术人员在试验室中放置至少两个干净的量筒，以校准盐雾沉降速率。
- 他们至少运行该密闭室 16 小时。
- 然后，他们对收集到的溶液进行测量。
- 他们通过调节雾化器的气压或喷嘴高度来控制喷雾速率，从而确保喷雾速率稳定在每小时 1-2 毫升。定期检查雾化喷嘴是预防性维护的一部分。喷嘴应作为日常校准和维护的一部分进行定期检查。
持续时间和暴露周期
ASTM B117盐雾试验对金属薄板的持续时间差异很大。试验持续时间可从24小时到1000小时不等。
- 对于油漆预处理、油漆底漆或面漆，评估标准是在暴露 250、500 或 750 小时后进行测量的。
- 金属涂层钢板的评估包括记录锈蚀出现前的小时数。这可能包括出现锈蚀的最初迹象、5%的表面积或10%的表面积。在某些情况下，粉末涂层钢板在测试仅24小时后就出现了起泡。具体的测试时间取决于材料、涂层类型以及所需的耐腐蚀性评估等级。
评估测试结果
技术人员会在规定的暴露时间后仔细评估测试样品。该评估旨在确定腐蚀或劣化的程度。目视检查是主要方法。他们会观察是否存在红锈、白锈、起泡、分层或其他表面缺陷等迹象。这些缺陷的类型和严重程度可以反映涂层的性能。
评级系统提供了一种标准化的方法来量化结果。一种常用的方法是赋予一个数值分数。该分数通常与受腐蚀影响的表面积百分比相关。例如，10 分可能表示没有可见的腐蚀。0 分可能表示完全失效。其他系统则使用照片标准进行比较。这些标准有助于技术人员一致地评估腐蚀的外观。它们将测试样本与一系列参考图像进行比较。
文档记录对于准确解读结果至关重要。技术人员会详细记录观察结果，并经常拍摄测试前后样品的照片。这些照片可以直观地记录变化情况。他们还会记录腐蚀的位置和类型。这种详尽的文档记录有助于后续的分析和决策。
评估过程通常包括将测试样品与对照样品进行比较。对照样品可以是未经处理的材料，也可以是性能已知的材料。这种比较有助于建立基准，并突出所研究涂层的有效性。盐雾试验的结果有助于制造商了解不同表面处理的耐腐蚀性能，并利用这些信息来改进产品质量。
ASTM B117 在钣金表面处理中的真正用途
ASTM B117 在评估和选择钣金表面处理工艺方面发挥着几个关键作用。它提供了一种标准化的方法，用于比较不同的涂层和工艺。这有助于…… 制造商做出明智的决定 关于材料和质量。
涂层性能基准测试
ASTM B117 提供了一种统一的方法来评估各种涂层的性能。制造商利用这项测试来了解不同涂层在受控条件下的耐腐蚀性能。例如，该测试持续约 1440 小时（60 天）。它使用连续的盐雾或蒸馏水来评估特定暴露条件下的腐蚀情况。在测试过程中，技术人员会安装 10 个基准紧固件（通常为热浸镀锌紧固件）。他们还会为每种替代涂层在木材上安装 10 个紧固件。特定的间距和切口将这些紧固件隔离开来。这种设置确保了较高的湿度暴露。测试结束后，技术人员会拆卸并清洁紧固件。然后，他们根据 ASTM D610 标准对紧固件的腐蚀情况进行目测分级。此过程允许将替代涂层与热浸镀锌基准涂层进行直接比较。Double-Barrier、Quik Guard® 和 ASTM B695 55 级机械镀锌等涂层都经过了这项严格的测试。这证明了它们相对较高的耐腐蚀性。
质量控制和一致性
制造商依靠 ASTM B117 标准进行质量控制，并确保生产过程的一致性。该标准提供了一个可重复的测试环境，使企业能够长期监测涂层的质量，并检测材料批次或应用工艺的差异。如果一批涂层质量出现问题，则需要进行进一步的测试。 金属薄板 如果产品在盐雾测试中表现不佳，则表明可能存在问题。及早发现问题可以防止缺陷产品流入市场。定期测试有助于维持高标准，确保每件产品都符合规定的耐腐蚀性要求。这种一致性有助于建立客户信任并减少保修索赔。
材料和工艺比较
ASTM B117 对于比较不同标准也很有价值。 钣金材料或制造工艺。它帮助工程师为特定应用选择最佳方案。例如，克莱斯勒在底盘支架上采用机械镀锌工艺。根据 ASTM B117 标准，该工艺可达到 600 小时的耐盐雾性能。此示例展示了该标准如何评估钣金部件的特定涂层工艺。在评估钣金处理工艺时，专家会优先考虑多项测试。其中包括用于模拟实际应用的 ASTM B117 盐雾试验。他们还会使用电化学阻抗谱 (EIS) 测试来评估阻隔性能，并使用动电位极化法来研究腐蚀动力学。这种综合方法有助于更深入地了解材料性能。盐雾试验提供了一个基础的比较基准。它帮助工程师了解不同材料和表面处理的相对优势。
ASTM B117 盐雾试验的局限性
尽管 ASTM B117 标准具有重要的实用性，但也存在一些重要的局限性。用户必须了解这些局限性才能正确解读测试结果。该测试并不能完美地模拟所有实际应用条件。这意味着其结果并不总是能直接反映产品的实际性能。
与环境条件的差异
ASTM B117 的受控环境与自然户外暴露环境存在显著差异。真实环境涉及多种因素的复杂相互作用，包括温度、湿度、紫外线辐射和污染物等。盐雾试验维持恒定的条件，因此属于人工环境。SSPC/ASTM 循环试验项目对此问题进行了研究，分析了实验室盐雾试验（ASTM B117）与严苛的户外海洋暴露之间的相关性。PACE 分析结果显示，ASTM B117 与严苛的户外海洋暴露之间的相关系数 (R) 为 -0.116，表明二者之间几乎不存在相关性。APEC 的后续研究证实，常规盐雾试验的 R 值为 -0.10997.8 (-0.116)。循环盐雾试验的 R 值略有提高，为 0.0657.8。然而，循环盐雾试验与紫外线/冷凝暴露（ASTM D4587）相结合，显著提高了相关性，R 值达到 0.69937.8。这表明，单独使用ASTM B117标准“对涂层性能的预测效果不佳”。盐雾试验 金属薄板 它提供的是特定类型的腐蚀数据，但并不能涵盖所有环境挑战。
缺乏循环应力模拟
实际工况通常涉及动态应力。这些应力会加速腐蚀或导致涂层失效。ASTM B117 测试并未考虑盐雾以外的“其他环境因素”，这实际上排除了机械应力。例如，温度循环就是一个重要因素。该测试会引发热应力并可能导致开裂，而 ASTM B117 并未包含这些因素。振动和冲击也会产生影响。这些测试模拟动态载荷并评估机械完整性，但 ASTM B117 并未考虑这些因素。在这些机械应力作用下，涂层可能会开裂或分层，从而使底层金属暴露于腐蚀环境中。盐雾试验箱恒定的静态环境无法模拟这些复杂的相互作用。
并非使用寿命预测器
ASTM B117 测试提供的是对比数据，但并不能预测涂层的确切使用寿命。实际环境复杂多变，涉及诸多变量，例如紫外线辐射、湿度循环和机械应力。ASTM B117 的受控条件无法完全模拟这种复杂性。因此，用户不应将其结果直接解读为涂层在实际使用中的使用寿命。相反，它是一种用于基准测试和质量控制的有效工具，有助于比较不同涂层在特定、受控的腐蚀条件下的相对性能。但它并不能提供产品在实际应用中使用寿命的明确时间表。
用先进的循环腐蚀试验增强 ASTM B117
ASTM B117 为耐腐蚀性测试提供了一个有价值的基准。然而，其局限性凸显了开发更先进测试方法的必要性。先进的循环腐蚀试验能够更真实地模拟环境条件。这些试验结合了多种腐蚀性元素和环境应力，可以更全面地评估金属板材的表面处理性能。
循环腐蚀试验简介
循环腐蚀试验 (CCT) 比连续盐雾试验更能精确地模拟真实大气条件。这些试验包括交替暴露于不同的环境，例如盐雾、高湿度、干燥环境以及温度变化。这种循环方式能够创造更具侵蚀性和真实性的腐蚀环境，更好地模拟材料在实际使用中所承受的应力。CCT 方法能够诱发连续盐雾试验常常忽略的腐蚀机制，从而更可靠地预测涂层性能。
通用循环测试标准
多项国际公认标准规范了循环腐蚀试验。这些标准为各个行业提供了详细的试验程序。
- SAE J2334该标准是一种实验室循环腐蚀试验。与连续盐雾试验相比，它能更好地反映实际使用环境。汽车制造商、零部件供应商和涂料公司都使用该标准来评估产品的性能。 涂层部件 在腐蚀性环境下。本标准要求使用现代化的腐蚀试验仪器。该仪器必须精确控制相对湿度。
- ISO 16701这种加速腐蚀试验是在受控湿度条件下进行的，还包括间歇性喷洒盐溶液。
- ISO 14993本标准针对金属和合金的腐蚀问题。它包括加速试验，即在盐雾、干燥和潮湿条件下进行循环暴露试验。
特定行业标准还规定了详细的循环测试顺序。
| 标准 | 周期描述 | 关键参数 |
|---|---|---|
| 斯堪尼亚 STD 4445 | 7 天周期：5 天重复 3 部分周期，然后 2 天恒定气候。 | 重复三部分循环（前5天）： 6.0 小时潮湿气候（≥95% RH，+25°C，间歇性盐溶液）；2.5 小时过渡（50°C 和 70% RH）；15.5 小时恒定气候（50°C 和 70% RH）。 最后两天： 48.0 小时恒温（50°C 和 70% RH）。 |
| VDA 233-102 | 7 天完整测试周期，通常重复 6 次（总共 6 周）。 | 盐雾试验阶段：1% NaCl 溶液（pH 6.5-7.1），2.0-4.0ml/80cm²/小时。A、B 和 C 循环涉及不同的温度（-15°C 至 +50°C）和湿度（50% 至 95%）。 |
| VDA 621-415 | 重复三部分循环。 | 24.0 小时盐雾试验（DIN 50 021-SS）；96.0 小时冷凝水试验（DIN 50 017-KFW）；48.0 小时环境气候试验（+18 至 +28°C，DIN 50 014）。 |
| 沃尔沃 VCS 1027,1449 ACT-2 | 7 天周期：5 天重复 3 部分周期，然后 2 天恒定气候。 | 重复三部分循环（前5天）： 6.0 小时潮湿气候（≥95% RH，+25°C，间歇性盐溶液）；2.5 小时过渡（50°C 和 70% RH）；15.5 小时恒定气候（50°C 和 70% RH）。 最后两天： 48.0 小时恒温（50°C 和 70% RH）。 |
综合评估的综合测试
将 ASTM B117 标准与先进的循环腐蚀试验相结合，可形成一套稳健的评估策略。ASTM B117 标准提供快速的对比基准，而循环试验则能更深入地了解材料在各种条件下的长期性能。这种双管齐下的方法有助于制造商了解涂层在受控和动态环境下的性能，从而实现更明智的材料选择和工艺优化。这种全面的测试策略最终将带来更耐用、更可靠的产品。 钣金制品。
解读薄板金属的 ASTM B117 盐雾试验结果
视觉评估和评分系统
解读 ASTM B117 结果通常始于目视评估。技术人员观察涂层样品上氧化物（腐蚀产物）的出现情况。这是在样品暴露于雾化盐水后发生的。测试持续时间根据涂层的耐腐蚀性进行调整。耐腐蚀性更强的涂层需要更长的测试时间才会出现腐蚀迹象。通过评估腐蚀的存在情况，可以确定涂层是否适合用作保护性涂层。标准化的评级标准有助于量化腐蚀程度。这些标准通常包括将样品与照片标准进行比较，或根据受影响表面积的百分比赋予数值评分。
定量测量技术
除了目视检查外，定量测量技术能够提供更精确的腐蚀损伤数据。为此，有多种电化学方法可供选择，包括线性极化电阻 (LPR)、动电位极化 (PDP)、开路电位 (OCP)、电化学噪声 (EN) 技术、电化学阻抗谱 (EIS)、谐波失真分析 (HDA)、电位测量和电流测量。电化学阻抗谱 (EIS) 通过向电极施加不同频率的交流电压，并测量产生的电流来实现。该过程记录每个频率范围内的多个阻抗值，并考虑施加电压和产生的电流之间的相位差。使用压电锆钛酸铅 (PZT) 传感器的机电阻抗 (EMI) 技术也展现出定量腐蚀监测的潜力。它可以预测钢结构中的质量损失并评估腐蚀损伤。LPR 和 EIS 均可用于腐蚀的定量、无损实时检测。
将数据与应用需求相结合
解读 ASTM B117 数据需要仔细考虑具体应用。涂层在盐雾试验中对金属板材的性能表现必须与产品的预期使用环境相符。例如，用于室内干燥环境的部件与暴露于恶劣室外环境的部件，其耐腐蚀性要求可能有所不同。工程师必须结合预期使用寿命、成本限制和外观要求来评估试验结果。在长时间试验后仅出现轻微腐蚀的涂层，对于某些应用来说可能完全可以接受，但对于其他应用则可能不够。这种结合具体情况的分析能够确保选择合适的材料和涂层。
ASTM B117 标准仍然是比较金属薄板表面处理耐腐蚀性能的重要基准。然而，由于其局限性，必须结合其他测试方法才能进行全面评估。这种组合取决于耐腐蚀性能的具体方面，例如划痕倾向和涂层附着力，以及产品的应用和环境。工程师还必须评估特定的腐蚀行为，例如生锈和起泡。了解盐雾试验对金属薄板的真正效用对于有效选择材料和表面处理至关重要，从而确保产品满足实际应用需求。
常问问题
ASTM B117 的主要目标是什么？
ASTM B117 提供了一种标准化的方法，用于比较不同材料的耐腐蚀性能。 钣金表面处理制造商利用该测试进行基准测试和质量控制。该测试有助于评估在受控盐雾条件下产品的相对性能。
ASTM B117 能否预测涂层的实际使用寿命？
不，ASTM B117 标准并不能预测确切的使用寿命，它提供的是对比数据。实际环境复杂多变，涉及温度、湿度和各种应力。该测试提供的是相对耐腐蚀性方面的信息，而非绝对使用寿命。
为什么工程师在 ASTM B117 中使用循环腐蚀试验？
循环腐蚀试验能更精确地模拟实际工况，它结合了盐雾、湿度和温度变化等因素，从而提供全面的评估。多种试验相结合，有助于更深入地了解产品的长期性能。
技术人员如何评估 ASTM B117 测试结果？
技术人员主要依靠目视检查。他们会寻找诸如锈蚀、起泡或分层等迹象。评级系统用于量化损伤程度。他们将样本与照片标准进行比较。诸如电化学阻抗谱（EIS）之类的定量方法也能提供精确的数据。