南京工业大学金属材料工程专业实验指导书材料科学与工程学院二〇二四年九月
金属材料工程专业 实 验 指 导 书 材料科学与工程学院 二〇二四年九月
编写说明本实验指导书内容涉及金属材料与工程的专业实验，实验内容涉及金属力学性能、金属物理学、金属热加工工艺学、耐蚀非金属学、金属腐蚀理论、电化学基础等全部专业核心课和金属表面工程、金属热处理技术、循环冷却水处理技术、腐蚀防护技术等选修课程，涵盖了金属材料从制备、成型加工、表面处理到腐蚀与防护等过程中的微观结构和力学性能、腐蚀性能和防护方法等基本质量检测和试验评价方法，具有很强的实践性和可操作性，实验项目中共设置10个综合性实验和3个验证性实验，共计96学时，通过动手实验操作，培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力，让学生进一步理解金属材料的基本理论、掌握研究方法和手段，并重点提高学生的专业知识综合利用能力，满足金属材料专业人才培养计划的要求。本专业实验要求相关任课教师配合实验指导教师（或实验员）进行学生实验指导，由实验教学中心负责安排、实施和考核。其中实验员负责相关实验仪器设备、实验材料、实验场所和其它实验硬件的准备，实验指导教师负责进行实验讲解、指导和批阅实验报告。本指导书是在原实验指导书的基础上，根据我校2020级金属材料与工程专业新的教学大纲整理编写，编写人员包括各项实验指导教师和相关课程任课教师，内容包括实验目的和要求，实验原理，实验仪器和用品，实验操作步骤，实验结果处理，思考讨论题等。在编写过程中，编者根据本项实验的实际开出情况和学科进展，对原实验指导书部分内容进行了修改和调整，其中包括仪器设备的更新，装置图，电路图的更新，部分实验内容的修改与调整，标准和单位的更新等方面，因此，本指导书更具有新颖实用的特点。本实验指导书适合金属材料与工程专业的本科生使用，也可供其它相关专业的本科生和研究生参考
编写说明 本实验指导书内容涉及金属材料与工程的专业实验，实验内容涉及金属力学性能、金 属物理学、金属热加工工艺学、耐蚀非金属学、金属腐蚀理论、电化学基础等全部专业核 心课和金属表面工程、金属热处理技术、循环冷却水处理技术、腐蚀防护技术等选修课程， 涵盖了金属材料从制备、成型加工、表面处理到腐蚀与防护等过程中的微观结构和力学性 能、腐蚀性能和防护方法等基本质量检测和试验评价方法，具有很强的实践性和可操作性， 实验项目中共设置 10 个综合性实验和 3 个验证性实验，共计 96 学时，通过动手实验操作， 培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力，让学生进一步理解金属材料的基本理论、 掌握研究方法和手段，并重点提高学生的专业知识综合利用能力，满足金属材料专业人才 培养计划的要求。 本专业实验要求相关任课教师配合实验指导教师（或实验员）进行学生实验指导，由 实验教学中心负责安排、实施和考核。其中实验员负责相关实验仪器设备、实验材料、实 验场所和其它实验硬件的准备，实验指导教师负责进行实验讲解、指导和批阅实验报告。 本指导书是在原实验指导书的基础上，根据我校 2020 级金属材料与工程专业新的教 学大纲整理编写，编写人员包括各项实验指导教师和相关课程任课教师，内容包括实验目 的和要求，实验原理，实验仪器和用品，实验操作步骤，实验结果处理，思考讨论题等。 在编写过程中，编者根据本项实验的实际开出情况和学科进展，对原实验指导书部分内容 进行了修改和调整，其中包括仪器设备的更新，装置图，电路图的更新，部分实验内容的 修改与调整，标准和单位的更新等方面，因此，本指导书更具有新颖实用的特点。 本实验指导书适合金属材料与工程专业的本科生使用，也可供其它相关专业的本科生 和研究生参考
目录金属材料工程专业实验-2。3实验八金属蚀速度的测定实验81重量法和容量法测定金属腐蚀速率，.48.2多电极系统腐蚀电池中各电极极性及支路电流的测定.9实验九极化曲线的测量技术试验.159.1恒电流法测定阴极极化曲线....159.2钝化体系阳极极化曲线的测定..21.26实验十循环伏安法测定银在氢氧化钾溶液中的电化学行为.。30实验十一金属缓蚀剂的缓蚀效率评定实验。11.1极化曲线法评定缓蚀剂。..3011.2线性极化法评定缓蚀剂....36实验十二金属表面处理：4012.1钢铁表面磷化.4012.2弱酸性镀锌.46..4912.3铝合金阳极氧化着色处理实验十三防锈漆的制备及涂层性能测试53
目 录 金属材料工程专业实验-2 . 3 实验八 金属腐蚀速度的测定实验 . 4 8.1 重量法和容量法测定金属腐蚀速率. 4 8.2 多电极系统腐蚀电池中各电极极性及支路电流的测定. 9 实验九 极化曲线的测量技术试验 . 15 9.1 恒电流法测定阴极极化曲线 .15 9.2 钝化体系阳极极化曲线的测定 .21 实验十 循环伏安法测定银在氢氧化钾溶液中的电化学行为. 26 实验十一 金属缓蚀剂的缓蚀效率评定实验 . 30 11.1 极化曲线法评定缓蚀剂 .30 11.2 线性极化法评定缓蚀剂 .36 实验十二 金属表面处理 . 40 12.1 钢铁表面磷化 .40 12.2 弱酸性镀锌 .46 12.3 铝合金阳极氧化着色处理 .49 实验十三 防锈漆的制备及涂层性能测试 . 53
金属材料工程专业实验-2
金属材料工程专业实验-2
实验八金属腐蚀速度的测定实验81重量法和容量法测定金属腐蚀速率一、实验目的1、掌握重量法和容量法测定金属腐蚀速率的原理和方法。2、测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速率，并评定其耐蚀性能的等级。3、比较重量法和容量法的测定结果。二、基本原理金属受到均匀腐蚀时的腐蚀速率表示方法最常用的有如下两种：一种是用在单位时间内、单位面积上金属损失（或增加）的重量来表示，通常采用的单位是克/米？小时；另一种是用单位时间内金属腐蚀的深度来表示，通常采用的单位是毫米/年。目前测定金属腐蚀速率的方法很多，如重量法、容量法、极化曲线法、线性极化法、电阻法等。本实验系用重量法和容量法测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速率。重量法是根据腐蚀前后金属试件重量的变化来测定金属腐蚀速率的方法。重量法又可分为失重法和增重法两种。当金属表面上腐蚀产物容易除尽且不至于损坏金属本体时常用失重法；当腐蚀产物完全牢固地附在试件表面时，则采用增重法。对于失重法，可由下式计算金属的腐蚀速率：(1)V=(Wo-W,)/S-t式中：V--金属的腐蚀速率（克/米2.小时）些Wo--金属试件腐蚀前的重量（克）W--经过腐蚀并除去腐蚀产物后金属试件的重量（克）S-试件的表面积（米2）t--试件腐蚀的时间（小时）。对于增重法，即当金属表面的腐蚀产物全部附着在金属表面上，或者腐蚀产物脱落下来可以全部收集起来时，可由下式计算腐蚀速率：(2)v=(W2-W)/S-t
实验八 金属腐蚀速度的测定实验 8.1 重量法和容量法测定金属腐蚀速率 一、实验目的 1、掌握重量法和容量法测定金属腐蚀速率的原理和方法。 2、测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速率，并评定其耐蚀性能的等级。 3、比较重量法和容量法的测定结果。 二、基本原理 金属受到均匀腐蚀时的腐蚀速率表示方法最常用的有如下两种：一种是用在 单位时间内、单位面积上金属损失（或增加）的重量来表示，通常采用的单位是 克/米 2 小时；另一种是用单位时间内金属腐蚀的深度来表示，通常采用的单位是 毫米/年。 目前测定金属腐蚀速率的方法很多，如重量法、容量法、极化曲线法、线性 极化法、电阻法等。本实验系用重量法和容量法测定碳钢在稀硫酸中的腐蚀速率。 重量法是根据腐蚀前后金属试件重量的变化来测定金属腐蚀速率的方法。重 量法又可分为失重法和增重法两种。当金属表面上腐蚀产物容易除尽且不至于损 坏金属本体时常用失重法；当腐蚀产物完全牢固地附在试件表面时，则采用增重 法。 对于失重法，可由下式计算金属的腐蚀速率： V - =（W0-W1）/S·t （1） 式中： v - -金属的腐蚀速率（克/米 2 ·小时） 些 W0-金属试件腐蚀前的重量（克） W1-经过腐蚀并除去腐蚀产物后金属试件的重量（克） S-试件的表面积（米 2） t-试件腐蚀的时间（小时）。 对于增重法，即当金属表面的腐蚀产物全部附着在金属表面上，或者腐蚀产 物脱落下来可以全部收集起来时，可由下式计算腐蚀速率： v + =（W2-W1）/S·t （2）