王鵬 李冬梅

（長城汽車股份有限公司技術中心；河北省汽車工程技術研究中心；）

近年來，汽車企業(yè)越來越重視整車腐蝕技術的開發(fā)，并將車身漆面及各系統(tǒng)零部件的腐蝕控制要求作為關鍵指標貫穿于整車開發(fā)全過程，在整車開發(fā)階段進行設計，并通過鹽霧試驗、循環(huán)腐蝕試驗及整車強化腐蝕試驗等試驗項目驗證整車及零部件防腐性能。但是，在防腐工作開展過程中，兩個基礎性的問題制約腐蝕工程師開展汽車腐蝕工作。第一，對汽車材料、零部件等產品進行鹽霧試驗、循環(huán)腐蝕試驗等試驗驗證時，被驗證產品滿足腐蝕控制要求，然而在進行整車強化腐蝕試驗驗證時，被驗證產品不滿足腐蝕控制要求，即實驗室腐蝕數據與整車強化腐蝕試驗的腐蝕數據關聯性較差；第二，產品進行實驗室試驗及整車強化腐蝕試驗時，未出現明顯腐蝕，試驗結果滿足腐蝕控制要求，但當用戶在使用時還會出現腐蝕問題，即試驗數據與整車運行數據關聯性較差。針對第一個基礎性問題，長城汽車與北京科技大學、國家腐蝕平臺等聯合開展了整車腐蝕試驗與實驗室腐蝕試驗數據關聯性研究，為建立整車及零部件腐蝕試驗提供數據支持及理論依據，為汽車產品腐蝕指標的定義提供基礎數據和技術指導。

1 汽車腐蝕模擬試驗方法

1.1 整車強化腐蝕試驗

整車強化腐蝕試驗是指汽車在指定的腐蝕試驗場內進行鹽霧噴射、高溫高濕環(huán)境存放、鹽水路行駛、碎石路行駛等工況內容的一種模擬車輛耐腐蝕性能的綜合性試驗方法。主要用于模擬沿海地區(qū)高鹽分空氣、南方地區(qū)濕熱天氣、北方地區(qū)下雪撒鹽路面、沙石路面等氣候環(huán)境及行駛道路對汽車腐蝕的影響[1]。文章依據QC/T 732—2005《乘用車強化腐蝕試驗方法》進行整車強化腐蝕試驗。該方法的每個循環(huán)為24h，10個腐蝕循環(huán)等效為1個腐蝕年。其整車腐蝕試驗流程，如圖1所示。

1.2 實驗室加速腐蝕試驗

實驗室加速腐蝕試驗主要用于汽車總成件、零部件及材料的腐蝕性能檢測和評價，包括鹽霧試驗及循環(huán)腐蝕試驗等項目。

1.2.1 鹽霧試驗

鹽霧試驗是通過將測試樣品放于產生鹽霧環(huán)境的試驗箱中，以評價部件涂層的防護性能及材料耐腐蝕性能的試驗方法。鹽霧試驗主要用于模擬海洋性大氣腐蝕對測試樣品的影響[2]，主要分為中性鹽霧試驗（NSS）、乙酸鹽霧試驗（AASS）和銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS）。文章依據GB/T 10125—2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》進行試驗。

1.2.2 循環(huán)腐蝕試驗

循環(huán)腐蝕試驗是一種用于模擬車輛在自然使用狀態(tài)下的腐蝕情況而開發(fā)的一種包含鹽霧噴射、濕熱存放、干燥等過程的綜合性試驗。不同于其他單一的溫度、濕度、腐蝕介質的腐蝕條件的檢測方法，它是通過腐蝕介質、鹽霧、濕熱和干燥周期等不同組合來模擬汽車零部件在大氣環(huán)境中的腐蝕[3]，試驗過程依據長城汽車企業(yè)內部標準進行試驗。

2 腐蝕關聯性試驗設計

2.1 腐蝕關聯性試驗設計思路

采用整車腐蝕強化試驗與實驗室鹽霧等加速試驗相互驗證方式，旨在針對典型材料建立整車強化試驗和實驗室試驗數據之間的關聯性，因此，在選取冷軋板、鍍鋅板材質的試驗試片后，將每類材料分成兩組，A組隨車做整車道路腐蝕強化試驗；B組在實驗室內完成加速試驗。

當所有試驗完成后，對A組、B組失重量進行檢測和分析，得出腐蝕量及腐蝕速率，建立實驗室加速試驗與汽車道路強化腐蝕試驗的腐蝕速率關聯性模型。整車試驗與實驗室加速腐蝕試驗關聯性試驗設計思路，如圖2所示。

因整車與零部件腐蝕關聯性研究項目包含中性鹽霧試驗、循環(huán)腐蝕試驗、整車強化腐蝕試驗等多種腐蝕試驗項目，涉及車身、底盤、機艙等各個區(qū)域的研究，課題研究的相關數據量較大，因此，欲通過對中性鹽霧試驗與汽車道路強化腐蝕試驗的關聯性研究，建立車身典型區(qū)域的腐蝕數據的關聯性。

2.2 數據檢測與分析

本實驗選取了Q235材質的標準試片分別進行中性鹽霧試驗及汽車道路強化腐蝕試驗，標準試片的長度、寬度及厚度分別為50.08，25.25，1.45 mm，其主要化學成分，如表1所示。

表1 Q235標準試片化學成分表（質量分數）

根據整車12年不出現腐蝕穿孔的要求，整車強化腐蝕試驗共進行120循環(huán)，整車試驗選取前50循環(huán)的試驗結果進行研究。試驗前在發(fā)動機罩蓋、側圍后輪罩上部分別放置10個試樣（左、右兩側各放置5個），每10個循環(huán)左、右兩側各取下1個試樣進行數據檢測（整車試驗過程車身掛片試驗照片，如圖3所示）；同時，在實驗室進行中性鹽霧試驗，每隔48 h或72 h取出3個試驗樣品進行腐蝕量的測試及分析。

3 結果分析與討論

通過腐蝕量數據分析，建立中性鹽霧試驗與整車強化腐蝕試驗的數據關聯性。完成預定周期試驗后，按照IS0 8407規(guī)定的化學清洗的方法去除腐蝕產物。采用失重法測試試驗后的標準試樣的腐蝕量，腐蝕量的計算按照以下公式進行：

式中：ΔM——腐蝕量，g；

M1——試樣初始質量，g；

M2——除銹后試樣的質量，g。

3.1 腐蝕試驗結果與分析

機蓋與側圍處Q235試樣進行整車強化腐蝕試驗時的腐蝕量隨試驗周期變化情況，如圖4所示。從圖4中可以看出，隨著試驗時間的延長，試樣的腐蝕量增加，且機蓋區(qū)域試樣的腐蝕量略微大于側圍區(qū)域試樣的腐蝕量?？赡茉驗椋赫囋谶M行鹽霧、高溫高濕試驗時，處于水平方向的機蓋與豎直方向的側圍相比，鹽霧、水汽等腐蝕介質易最先接觸部位較高的機蓋區(qū)域，該部位腐蝕介質積存量更大，腐蝕環(huán)境更為苛刻；另外，機蓋處于車輛前方，車輛在道路試驗時，更易受到來自外界腐蝕環(huán)境的侵蝕，且機艙內部的高溫環(huán)境也會對機蓋區(qū)域產生一定影響，故車身不同區(qū)域呈現出不同腐蝕量，機蓋區(qū)域比側圍區(qū)域腐蝕略微嚴重。

Q235試樣進行中性鹽霧試驗時的腐蝕量隨試驗周期變化情況，如圖5所示，圖5中的腐蝕量數據為試樣腐蝕量的平均值。從圖5中可以看出，隨著腐蝕時間的增加，腐蝕量呈現增加的趨勢。從240～432 h，腐蝕量隨時間增加變化較快，432 h以后，腐蝕量隨時間的增加有變慢的趨勢，即腐蝕速率隨試驗時間的增加由大變小。主要原因為，隨著腐蝕時間的增加，試樣的腐蝕加重，到達一定時間后，試樣表面形成的銹層一定程度上阻隔了鹽霧等腐蝕介質，導致腐蝕速率變慢。

3.2 腐蝕關聯性建立

通過對機蓋處Q235試樣整車強化腐蝕試驗及中性鹽霧試驗數據分析，發(fā)現試樣進行240，480 h整車試驗時的腐蝕量分別與進行384，768 h中性鹽霧試驗的腐蝕量近似相等，達到相同的腐蝕量，進行中性鹽霧試驗所需的時間是進行整車強化腐蝕試驗所需時間的1.6倍。因整車試驗與實驗室試驗采用規(guī)格完全相同的試樣，故車身區(qū)域整車試驗的腐蝕速率為中性鹽霧試驗的腐蝕速率的1.6倍左右。Q235經整車試驗及中性鹽霧試驗后腐蝕量，如圖6所示。

4 結論

文章介紹了模擬汽車腐蝕的試驗方法及整車試驗與實驗室加速腐蝕試驗關聯性研究的設計思路，以Q235材質的標準試樣為研究對象，通過開展整車強化腐蝕試驗、中性鹽霧試驗，研究了試驗過程中腐蝕量隨腐蝕時間的變化情況，建立了車身區(qū)域整車強化腐蝕試驗與中性鹽霧試驗腐蝕數據的關聯性，主要結論如下：

1）進行整車強化腐蝕試驗過程中，車身不同區(qū)域呈現出不同腐蝕量，機蓋區(qū)域比側圍區(qū)域腐蝕略微嚴重；

2）進行中性鹽霧試驗時，隨試驗時間的增加，腐蝕速率出現由大變小的趨勢；

3）車身區(qū)域整車強化腐蝕試驗的腐蝕速率為中性鹽霧試驗的腐蝕速率的1.6倍左右。