冷轧钢板表面耐腐蚀性测量溶液及测量方法与流程

本发明涉及冷轧钢板表面耐腐蚀性测量领域，尤其涉及一种耐腐蚀性测量用溶液及测量方法。

背景技术：

冷轧钢板由于具有强度级别高、冲压性能优良等优点而广泛应用在汽车、家电、建筑、包装等领域。锈蚀是冷轧钢板表面经常遇到的问题，一方面会影响钢铁生产厂生产的顺利进行，而且也会给用户的使用带来很大的影响，甚至会直接导致用户无法正常使用，因此评估冷轧钢板表面耐蚀性对生产工艺优化、用户使用等方面至关重要。

退火是整个冷轧钢板生产过程中必不可缺的工艺流程。同一化学成分的钢种，采用不同的生产工艺进行退火可以获得机械性能基本相同的冷轧钢板。然而由于生产工艺的差别，机械性能相同的冷轧钢板，其表面耐蚀性能存在很大差异。但是通过打磨等方式去除钢板表面层后，其耐蚀性差异并不明显。研究表明，在冷轧钢板退火过程中由于还原性保护气氛中微量氧分压的存在，冷轧钢板内的锰、硅等比铁和氧亲和力强的元素会向钢板表面迁移，在冷轧钢板表面铁素体晶界上形成颗粒状氧化物。直接影响冷轧产品的耐蚀性能。不同的生产工艺，轧硬板表面状态，轧硬板表面应力，还原气氛露点及组成，钢板升温速度和保温时间等，都可能改变冷轧钢板表面氧化物颗粒数量，尺寸，成分和类型。富集物区域与周围区域形成局部腐蚀原电池，将成为锈蚀发生的源头，导致钢板表面快速发生锈蚀。因此冷轧钢板表面元素富集程度，以及富集元素的存在状态都会直接影响钢板表面特性，从而影响钢板表面活性以及钢板表面电位；可见，冷轧钢板表面耐蚀性与其基体耐蚀性是完全不同的，而在实际工作中更注重的是钢板表面的耐蚀特性。

现有的检测方式根据电化学基本原理，在工作电极（样品）上施加一个电位，就能采集到一个电流信号。冷轧钢板表面电位是客观存在的，若施加的电位高于钢板表面电位，采集到的电流信号为阳极极化电流，反之则为阴极极化电流。按照这一理论，若施加的电位等于钢板表面电位，就可获得一个接近于零的电流值。在电化学测量过程中，电极表面的一切反应都在测量溶液中进行，测量对象不同，所需测量溶液也会随之发生变化。对于研究对象来说，只有在适合的测量溶液中才具有足够的灵敏度以达到检测目的，测量溶液严苛程度要适中，分辨力好，既可以测量出待测试样表面电位，又不能过于严苛而不能分辨出不同试样表面电位活性的细微差别，因此使用现有的这种原理上的检测方式很难对成分波动较大的各种实际产品进行检测，只适合针对特定样品的实验测试。

另外，现有技术中采用的测量溶液为5%的氯化钠溶液，此种溶液会对破坏钢板表面，因此检测得到的电位，并不是真实的钢板表面电位，并不能反映出冷轧钢板表面的耐腐蚀性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷轧钢板表面耐腐蚀性测量溶液，该测量溶液在添加了缓冲剂后对钢板表面仅仅有轻微的腐蚀性，避免氯离子对钢板表面的快速腐蚀，能够检测得到真实的钢板表面电位值，在测量方法中通过多条线性极化曲线比较得到对应的表面电位，具有准确性高、重复性好、分析灵敏度高的特点，为大生产中材料成分调整及生产工艺优化方向提供重要的理论依据。

本发明是这样实现的：一种冷轧钢板表面耐腐蚀性测量溶液，以质量百分比计包含易溶于水的盐类氯化物：0.05%～2%、磷酸氢二钾：1%～8%、磷酸二氢钾：0.5%～6%、碳酸氢钠：0.1%～1%，余量为去离子水，并要求该测量溶液的pH值范围为5.0～6.5。

所述的易溶于水的盐类氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙中的一种或多种任意比例混合。

一种冷轧钢板表面耐腐蚀性测量方法，将待检测的冷轧产品试样制成标准样板，然后对标准样板进行除油水洗处理后吹干，再将吹干后的标准样板浸没到测量溶液内，使用恒电位仪测量标准样板的线性极化曲线，测试条件、参数如下：

测试温度：20±1℃；

扫描电位范围：－0.1V～－0.9V；

电位扫描区间：±20mV～±40mV；

扫描速度范围为0.05mV/s～0.2mV/s；

当设置的起始扫描电位接近于工作电极表面电位时，能测得一条具有阴极极化与阳极极化过程的完整的线性极化曲线，接近于工作电极表面电位的起始扫描电位是一个电位区间，在这个电位区间内测得多条完整的线性极化曲线；

最后，在多条线性极化曲线中取阴阳极电流转换点电流具有极小值的线性极化曲线所对应的电位值为标准样板表面电位，并以此电位参数作为冷轧钢板表面耐腐蚀性的评价参数。

该测量方法中使用的测量溶液为如权利要求1所述的冷轧钢板表面耐腐蚀性测量溶液。

本发明冷轧钢板表面耐腐蚀性测量溶液在添加了缓冲剂后对钢板表面仅仅有轻微的腐蚀性，避免氯离子对钢板表面的快速腐蚀，能够检测得到真实的钢板表面电位值，在测量方法中通过多条线性极化曲线比较得到对应的表面电位，具有准确性高、重复性好、分析灵敏度高的特点，可以直接应用于不断变化的产品检测中，为大生产中材料成分调整及生产工艺优化方向提供重要的理论依据，为冷轧钢板生产及应用提供指导。

附图说明

图1为本实施例1中在电位区间内测得的多条线性极化曲线图；

图2为本实施例2中在电位区间内测得的多条线性极化曲线图；

图3为本实施例3中在电位区间内测得的多条线性极化曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例

一种冷轧钢板表面耐腐蚀性测量溶液，以质量百分比计包含易溶于水的盐类氯化物：0.05%～2%、磷酸氢二钾：1%～8%、磷酸二氢钾：0.5%～6%、碳酸氢钠：0.1%～1%，余量为去离子水，并要求该测量溶液的pH值范围为5.0～6.5。

盐类氯化物：0.05%～2%，是强电解质，在水溶液中可以形成导电液体。本发明通过控制加入量调整测量溶液使测量溶液具有适中的严苛度，从而可以测量不同冷轧钢板表面电位。含量过高，测量溶液腐蚀性过强，不能测定钢板表面真实表面电位，含量过低，测量溶液腐蚀性过弱，无法测量、分辨不同冷轧钢板表面电位。

磷酸氢二钾：1%～8%，为缓冲剂，是溶液中抗酸成分，与磷酸二氢钾形成缓冲溶液，通过弱酸解离平衡的移动以达到消耗掉外来的少量氢离子与氢氧根离子或对抗稍加稀释的作用，从而保持溶液pH值稳定，同时减缓氯离子对钢板的腐蚀。

磷酸二氢钾：0.5%～6%，为缓冲剂，是溶液中抗碱成分，与磷酸二氢钾形成缓冲溶液，通过弱酸解离平衡的移动以达到消耗掉外来的少量氢离子与氢氧根离子或对抗稍加稀释的作用，从而保持溶液pH值稳定，同时减缓氯离子对钢板的腐蚀。

碳酸氢钠：0.1%～1%，为缓冲剂，减缓氯离子对钢板的腐蚀，并调节溶液的PH值，根据盐类氯化物成分含量来控制调节碳酸氢钠的添加量。

所述的易溶于水的盐类氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙中的一种或多种任意比例混合。

一种冷轧钢板表面耐腐蚀性测量方法，将待检测的冷轧产品试样制成标准样板，然后对标准样板进行除油水洗处理后吹干，再将吹干后的标准样板浸没到测量溶液内，使用恒电位仪测量标准样板的线性极化曲线，测试条件、参数如下：

测试温度：20±1℃；

扫描电位范围：－0.1V～－0.9V；

电位扫描区间：±20mV～±40mV；

扫描速度范围为0.05mV/s～0.2mV/s；

当设置的起始扫描电位接近于工作电极表面电位时，能测得一条具有阴极极化与阳极极化过程的完整的线性极化曲线，接近于工作电极表面电位的起始扫描电位是一个电位区间，在这个电位区间内测得多条完整的线性极化曲线；

最后，在多条线性极化曲线中取阴阳极电流转换点电流具有极小值的线性极化曲线所对应的电位值为标准样板表面电位，并以此电位参数作为冷轧钢板表面耐腐蚀性的评价参数。

该测量方法中使用的测量溶液为如权利要求1所述的冷轧钢板表面耐腐蚀性测量溶液。

实施例1：

将一种经过退火工艺处理的冷轧钢板剪切成50mm×75mm尺寸，表面经除油处理然后水洗后吹干。

在普林斯顿恒电位仪上测量样品的线性极化曲线，所用测量溶液成份及pH值如表1所示。

测试温度为20℃，电位扫描范围为-0.365V～-0.313V，扫描速度为0.15mV/s，电位扫描区间为±35mV。试验结果如如图1所示，图中为不同起始扫描电位的测量结果，起始扫描电位差为5mV，其中，中间的线性极化曲线具有电流极小值，所对应的电位为钢板表面电位-0.334V。

图1中：方块形曲线的起始扫描电位为-0.350V

十字形曲线的起始扫描电位为-0.355V

圆圈形曲线的起始扫描电位为-0.365V。

实施例2：

将一种经过退火工艺处理的冷轧钢板剪切成50mm×75mm尺寸，表面经除油处理然后水洗后吹干。

在普林斯顿恒电位仪上测量样品的线性极化曲线，所用测量溶液成份及pH值如表1所示。

测试温度为20℃，电位扫描范围为-0.495V～-0.452V，扫描速度为0.10mV/s，电位扫描区间为±35mV。试验结果如图2所示，图中为不同起始扫描电位的测量结果，起始扫描电位差为5mV，其中中间的线性极化曲线具有电流极小值，所对应的电位为钢板表面电位-0.468V。

图2中：方块形曲线的起始扫描电位为-0.480V

十字形曲线的起始扫描电位为-0.490V

圆圈形曲线的起始扫描电位为-0.495V。

实施例3：

将一种经过退火工艺处理的冷轧钢板剪切成50mm×75mm尺寸，表面经除油处理然后水洗后吹干。

在普林斯顿恒电位仪上测量样品的线性极化曲线，所用测量溶液成份及pH值如表1所示。

测试温度为20℃，电位扫描范围为-0.475V～-0.438V，扫描速度为0.15mV/s，电位扫描区间为±30mV。试验结果如图3所示，图中为不同起始扫描电位的测量结果，起始扫描电位差为5mV，其中中间的线性极化曲线具有电流极小值，所对应的电位为钢板表面电位-0.451V。

图3中：方块形曲线的起始扫描电位为-0.465V

十字形曲线的起始扫描电位为-0.470V

圆圈形曲线的起始扫描电位为-0.475V。 。

表1：各个实施例中测量溶液的成分表。

用上述测试得到的钢板表面电位表征钢板表面的耐蚀性能，结合耐腐蚀实验的数据表明，该电位值越低，起锈时间越短，耐腐蚀性越差。