1、NADCAP简介

NADCAP(国家航空航天和国防合同方授信项目)是由美国航空航天和国防业巨头与美国国防部､SAE(美国机动车工程师学会)等机构共同发起，由质量评审协会(PRI)管理的一个专门针对航空航天行业的特殊过程认证项目。获得NADCAP认证是供应商打开航空市场，进入航空供应链的准入门槛之一。目前包括波音､空客､中国商飞､GE､罗·罗､赛峰､UTC､霍尼韦尔在内的50多家全球知名的航空主制造商都已经加入并参与到NADCAP项目之中。

NADCAP材料测试认证项目是NADCAP总计15项特殊过程认证项目中的一项重要内容，其可认证的材料试验项目包括材料的化学成分分析､力学性能测试､金相分析､硬度测试､腐蚀试验､试样加工､差热分析､焊缝评定等内容。

铝合金是航空航天行业使用非常广泛的一种材料，其耐腐蚀性能是材料在应用前重点考察的一项性能指标。ASTM G34-01(2013)是一个专门针对2系和7系铝合金材料剥落腐蚀敏感性的加速试验方法标准，在剥落腐蚀试验中应用最为广泛。该标准方法是使试样在规定温度､规定成分溶液中浸泡一段时间后，将试样表面与标准腐蚀等级图进行目视比较，以确定试样的腐蚀敏感性。

近几年来申请腐蚀试验NADCAP认证的实验室越来越多，对此笔者从试验设备､试验试剂和溶液､试样制备､试验过程和记录､试验报告等方面，重点阐述了剥落腐蚀试验､特别是依据ASTM G34-01(2013)进行的2系和7系铝合金剥落腐蚀试验过程中应注意的一些技术要点，为初次申请该项目NADCAP认证的材料测试实验室提供参考。

试验设备

ASTM G34-01(2013)中对试验设备并没有提出非常明确的要求，但通过对试验程序的要求分析可以知道，该试验主要使用以下3类设备。

1 试验仓及其附属设备

试验仓是在试验过程中放置试样和试验溶液的装置，其材料应为不与试样和试验溶液发生反应的惰性材料，一般为玻璃或塑料。玻璃烧杯是非常好的选择，烧杯的大小根据试样的大小进行选择。在试验仓底部还应有一些由玻璃或塑料等惰性材料制成的支架以放置试样，试验仓上还应盖上盖子以减少溶液的蒸发，盖子应以一种较松的形式盖在试验仓上。

2 溶液配备器材

该试验需要配置试验溶液，因此需要一些溶液配备器材，包括电子天平(分辨率0.1g)､容量瓶(1000mL)､移液管(分辨率0.1mL)。需要注意的是，为准确配置试验溶液，以上器材均需要经过计量校准并确认符合要求后才可使用。

3 恒温发生设备

该标准要求，试验过程中试验溶液温度应保持为(25±3)℃，即(77±5)°F，因此需要一个恒温发生装置以满足要求。一般情况下恒温水浴箱就可满足要求，该设备也要经过计量校准并确认符合要求后才可使用。

此外，试验还需要计时，不过其要求是以小时计算，精度要求并不高，因此手表或闹钟即可满足要求。

试验试剂和溶液

ASTM G34-01(2013)对该试验所使用的试验试剂､配置溶液用水和试验溶液提出了一些明确要求，包括如下内容。

1 试验试剂

试验试剂有氯化钠､硝酸钾和硝酸，标准对试剂的等级明确要求为试剂级。试剂级是国外对试剂的分级，我国并没有对化学试剂这样进行分级，因此购置试剂时一定要确认其纯度符合标准要求，一般情况下购置我国级别为“分析纯级”的试剂可以满足要求。

2 配置溶液用水

该试验中配置溶液用水需使用蒸馏水或去离子水，其纯度应满足ASTM D1193-06(2011)中四级水的要求，如电导率不高于5μS·cm-1，对于该试验可忽略四级水中对氯化物和钠离子含量的要求。

3 试验溶液

对于试验溶液的组成标准有明确规定，配置步骤为：将234g氯化钠和50g硝酸钾溶于蒸馏水或去离子水中，然后添加6.3mL硝酸，再用蒸馏水或去离子水稀释至1000mL，此溶液中含有4.0mol的氯化钠､0.5mol的硝酸钾和0.1mol的硝酸，pH 约为0.4。

试样制备

试样制备包括两方面的内容，一是通过机械加工将试样加工成标准要求的形状和尺寸，二是对试样安装保护套以减少非试验部分的腐蚀。

1 试样机械加工

标准中对于试样如何进行机械加工并没有明确规定，但要求加工后的试样试验面尺寸应达到50mm×100mm或者类似大小；取样时，试样表面的包铝层需要加工去除;当使用冲压或者剪切方法制备试样时，需要将试样边缘已经发生冷变形的金属去掉，一般最少要去掉和试样厚度相等的尺寸；当从挤压件或者锻件上取样时，需要注意避开凸缘､肋板等晶粒不规则的区域，以避免试验结果失真。加工后的试样应使用合适的溶剂(如水､乙醇等)清洗试样至表面无可见异物或油污。

2 试样保护

为减少非试验部分的腐蚀，应对试样的非试验面进行保护。比如可采用防水胶带和环氧树脂密封非试验面，密封时应注意密封层应与试样紧密结合以避免发生缝隙腐蚀，并且密封物不可含有可析出的､影响试样表面腐蚀的离子及油类。

试验过程和记录

在试验和数据记录过程中应注意的技术细节主要有以下几个方面。

1 应具有已知腐蚀等级的样品

按照ASTM G34-01(2013)的要求，为了使试验人员能够及时发现试验过程中的问题，实验室需要具有已知中等剥落腐蚀敏感性的合金样品，并且实验室应定期对该样品进行试验，对比试验结果与已知等级是否一致，以确认试验过程是否存在问题。

2 溶液的要求

根据标准要求，试验前要计算试样的试验表面积，目的是要配置足够的试验溶液，以确保试验溶液的体积与试样的试验表面积之比达到10~30mL·cm-2；为保证试验数据正确，每次试验开始前要使用新的溶液；对于一次试验，在试验全过程中应使用同一种溶液，不能中途更换；在试验过程中溶液的pH会由最初的0.4升高到3左右，这是腐蚀反应开始的正常现象，不要因此更换试验溶液。

3 试样的放置要求

试样应全部浸入已恒温(25±3)℃的试验溶液中，并放置于容器底部由惰性材料制成的棒或支架上；试样的主试验面应朝上水平放置，以防止试样表面腐蚀物的损失；铜质量分数低于0.25%和高于0.25%的不同材料不可同时放置在同一试验仓内进行试验。

4 试验时间要求

一般情况下2系铝合金试样的浸泡时间最多为96h，7系铝合金试样的浸泡时间最多为48h；在试验过程中还需要对试样进行原位观察，一般在试验进行到5，24，48，72h的时候，若试样已发生了最高等级的剥落腐蚀则可以终止试验。

5 试样腐蚀评级

试验结束后，应在试样还是潮湿状态时马上对照ASTM G34-01(2013)的要求对其进行评级，评级过程中为便于观察和记录试验结果，可对试验面进行拍照。若剥落腐蚀是发生在孤立的区域，则按照剥落最严重的区域进行评级；一个试样最终的等级要按照整个试验中观察到的最差等级进行评定；若一个试样的等级不易确定，则该试样应该被评定为可能的等级中最差的等级；评级应对照ASTMG34-01(2013)图谱进行，需要注意的是这个图谱是指ASTMG34-01(2013)的附属图谱，不是指标准中的样品腐蚀等级图片，图谱中的图片分辨率更高､图片更大､更易于进行试样的腐蚀等级比较和评判。

6 试验记录

一个信息记录充分的原始记录是试验具有可信性和可追溯性的重要保证，对于剥落腐蚀试验，试样尺寸和类型､试样合金成分､状态､牌号､编号､试验过程中与标准的偏离､试样边缘的加工方式､试验溶液的体积与试样的试验表面积之比､试验结果都是必须记录的信息。

结束语

依据ASTM G34-01(2013)进行剥落腐蚀试验时，有很多技术细节需要注意，比如试验设备､试验试剂､试样加工要求､试验时间､试样放置､腐蚀等级评定､试验记录等，只有把这些细节工作做好，使其完全满足标准要求，才能顺利通过国际航空航天领域最高水准的NADCAP认证。