Способ испытаний металлических материалов на коррозионный износ

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для исследования процесса изнашивания образцов, и может быть использовано для испытания материалов в условиях механического изнашивания, соприкасающихся в растворах электролитов. Технический результат заключается в повышении достоверности и производительности испытаний за счет обеспечения постоянных условий изнашивания исследуемых образцов и в обеспечении возможности определения износа в любые промежутки времени, не прерывая испытаний. Способ испытаний материалов на износ в условиях коррозионно-механического изнашивания соприкасающихся тел в растворах электролитов заключается в том, что испытуемый образец приводят в контакт с контртелом в коррозионной среде, а измерение величины износа в ходе или после испытаний проводят путем отбора проб раствора коррозионной среды с последующим его анализом на содержание катионов металлов, входящих в состав испытуемого образца и перешедших в раствор в результате износа фотоэлектроколориметрическим методом.

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для исследования процесса изнашивания образцов, и может быть использовано для испытания материалов в условиях механического изнашивания, соприкасающихся в растворах электролитов.

Известны способы испытаний на износ, которые заключаются в приведении в контакт испытываемого образца с контробразцом, смещении их относительно друг друга и измерении степени износа образца (а.с. СССР №1580224, а.с. СССР №1460672).

Известен способ испытания материалов на абразивный износ в устройстве, содержащем чашу с абразивной средой, привод вращения чаши, держатель образца, выполненный в виде диска, и соединенный с ним узел нагружения, при этом оно снабжено установленным на держателе образца уплотнителем, выполненным в виде конуса, вершина которого направлена в сторону абразивной среды, а образец выполнен в виде набора упругих кольцевых секторов, закрепленных на периферии диска с наклоном в сторону конуса (а.с. СССР №597946, кл. G01N 3/56, 1976 г.).

Недостатками известных способов являются невысокая достоверность и производительность испытаний за счет невозможности обеспечения постоянства условий изнашивания исследуемых образцов.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ исследования абразивного изнашивания образцов в устройстве, содержащем основание, бункер для размещения абразива, распределитель абразива, выполненный в виде цилиндрической чаши, равномерно разделенной по окружности пластинами-направляющими и снабженной радиальными каналами, привод вращения распределителя абразива, держатели образцов, при этом оно снабжено эжектирующими соплами, охватывающими каналы, а держатели образцов установлены на основании (а.с. СССР №705301, кл. G01N 3/56, опубл. 1979 г.).

Недостатками данного способа является то, что изнашивающая материал опытного образца среда не находится постоянно в зоне его любого движения.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, в котором изнашивающая материал коррозионная среда будет постоянно находиться в зоне его любого движения и обладающего высокой достоверностью и производительностью испытаний за счет обеспечения постоянных условий изнашивания исследуемых образцов и возможностью определения износа в любые промежутки времени, не прерывая испытаний.

Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе испытаний материалов на износ в условиях коррозионно-механического изнашивания соприкасающихся тел в растворах электролитов испытуемый образец приводят в контакт с контртелом в коррозионной среде, а измерение величины износа в ходе или после испытаний проводят путем отбора проб раствора коррозионной среды с последующим его анализом на содержание катионов металлов, входящих в состав испытуемого образца и перешедших в раствор в результате износа фотоэлектроколориметрическим методом.

Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, и изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо при эксплуатации и контроле работы узлов и агрегатов машин.

Способ испытаний металлических материалов на коррозионный износ осуществляют следующим образом.

Образец из углеродистой стали (Ст 3) устанавливают в приспособлении, приводят в контакт с контртелом, добавляют коррозионную среду и проводят испытания на коррозионный износ. После заданного времени испытаний отбирают пробу коррозионной среды объемом 10-15 мл и проводят анализ на содержание катионов железа Fe³⁺ фотоэлектроколориметрическим методом.

После испытаний на износ образца площадью 114 мм² в 3% растворе хлорида натрия NaCl (объемом 200 мл) при температуре 22°C в течение 1 часа из раствора была отобрана проба объемом 15 мл. После подготовительных операций (добавка сульфосалициловой кислоты и обработка аммиаком) проведены измерения оптической плотности пробы раствора с синим светофильтром (длина волны 400-800 нм) на фотоэлектроколориметре КФК-2 в кювете толщиной 10 мм.

После расчетов содержание железа Fe³⁺ в растворе составило 0,395 г/л, а величина коррозионного износа К_изн:

Параллельно на этих же образцах стали определили величину износа гравиметрическим методом, взвешивая на аналитических весах ВЛР-200 исследуемые образцы до и после испытаний. Рассчитанная величина износа К_изн составила 2,68·10^-3 г/мм²·час и хорошо совпадает с результатами, полученными с использованием фотоэлектроколориметрического метода.

Способ испытаний материалов на износ в условиях коррозионно-механического изнашивания соприкасающихся тел в растворах электролитов, отличающийся тем, что испытуемый образец приводят в контакт с контртелом в растворе электролитов, а измерение величины износа в ходе или после испытаний проводят путем отбора проб раствора электролитов с последующим его анализом на содержание катионов металлов, входящих в состав испытуемого образца и перешедших в раствор в результате износа фотоэлектроколориметрическим методом.