JPH0629871B2 - 金属材料の半乾式電解腐食装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は金属材料の電解腐食装置に関し、特に金属材料
のりん偏析検出試験の前腐食に使用する極めて有効かつ
実用的な半乾式定電位電解腐食装置に関するものであ
る。

＜従来の技術＞ 溶鋼中に存在するＣ、ＳおよびＰは、凝固過程で最も偏
析しやすい元素であり大型鋼塊や連鋳鋳片の中心部に濃
化して、鋼の諸性質に悪影響を及ぼすことが知られてい
る。このため、鋼中におけるこれら諸元素の分布状態を
把握することは、鋼材の製造工程の開発や新鋼種開発等
を関連し、極めて重要である。

サルファープリント試験法は、凝固偏析判定法の一つで
あり、従来から製鉄所において広く利用されている。こ
の方法は、硫酸溶液を含浸させた印画紙を被検面に貼付
し、発生する硫化水素を印画紙上に検知する方法であ
り、鋼中におけるＳの分布状態を印画紙上に二次元的に
出現できる。

一方サルファープリントにかわる偏析検出法として発明
者らは、りんを検出対象としたりんプリント法を各種開
発し、特開昭６１−３０７６５、同６１−４８７６２、
同６１−５１５６７、同６２−４３５５８、同６２−４
３５５９および同６２−１５０１５７等の各号を出願し
ている。

このうち特開昭６１−３０７６５、同６１−４８７６２
および同６１−５１５６７の各号で提供した方法は、硝
酸銀溶液あるいは硝酸銅溶液を含浸させた試験シートを
被検面に貼付して、りん偏析部を選択的に化学腐食さ
せ、試験シート内に吸蔵されたりんあるいは鉄を呈色さ
せる方法であり、新規な偏析検出方法として使用でき
る。

また特開昭６２−４３５５８および同６２−４３５５９
および同６２−１５０１５７の各号で提供した方法は、
被検面を電気化学的に強制的にアノード溶解する方法で
ある。すなわち、電解液を含ませた試験シートを試験片
の被検面に貼付したのち、試験片を陽分極して電解し、
試験シート内に浸透したりんを呈色する方法であり、被
検面を単なる化学腐食ではエッチングすることができな
い高合金鋼やステンレス鋼のプリント試験法として使用
できる。

この電解腐食を伴うプリント法において、被検面を均一
に電解・腐食するには、陽分極すべき試験片と陽極素子
をプリント用試験シートを介して圧着・固定する事が必
要である。従来よりその電解形式は、第２図に示すよう
に試験片１を陽極、ステンレス板（あるいはアルミニウ
ム板）２を陰極に設定し、これら両極間に電解液を含ま
せた試験シート３を介在させ、前記試験片の被検面１ａ
と試験シート３を密着させ、被検面１ａを溶解してい
る。

なお、４は電解装置であり、該電解装置４からは、それ
ぞれ一端に陽極端子５ａ、陰極端子６ａを有するリード
線５、６が延出され、陽極端子５ａは前記試験片１に、
陰極端子６ａは前記ステンレス板２に接続されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、このような従来の電解装置では、電位制御機能
がないため、被検面を所定の電位で電解することはでき
ず、被検面を溶解するには、定電圧あるいは定電流法で
通電せざるを得ないという問題点があつた。

また、特開昭６２−４３５５８号および同６２−１５０
１５７号で提供した方法は、ステンレス鋼を対象とする
方法である。この場合、通電により被検面は過不動態域
で電解されるが、試験シートに電解液を含浸させ、単な
る通電により被検面を電解させるこの方法は、電解の進
行に伴い被検面の状態や電解液組成が変化することか
ら、電解電位が極めて変動しやすい状態にある。時に
は、通電時に被検面の電解電位が貴側（＋電位の方向）
にシフトして、被検面より多量の酸素が発生し、鮮明な
プリント像が得られない場合があるという問題点があつ
た。

本発明は、これらの点に鑑み、半乾式電解において、定
電位電解が可能で、しかも能率よく簡便に電解できる半
乾式電解腐食装置を提供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 上記、目的を達成するために、本発明によれば、金属材
料の被腐食面上に電解液を含ませた検出部材の一方の面
を接触させて電解することにより、金属材料より溶出す
る成分を検出するための半乾式電解腐食装置であつて、
前記検出部材の他方の面に接触させるための陰極端子素
子および参照電極と、前記金属材料、陰極端子素子およ
び参照電極をそれぞれ電気的に接続するための電解装置
とを有することを特徴とする金属材料の半乾式電解腐食
装置が提供される。

以下に本発明を添付の図面を参照しながらさらに詳細に
説明する。

第１図は、本発明の半乾式電解腐食装置の一実施例を示
す一部断面側面図である。

金属材料の試験片１の上面を被検面１ａとし、この上に
電解液を含ませた試験シート（検出部材）３を載置し、
その上に陰極端子素子７および参照電極８を配置してい
る。

前記陰極端子素子７は、ハンドリングが可能なステンレ
ス板７ａ、スポンジシート７ｂ、ステンレス箔７ｃおよ
びハンドリング部７ｄを有し、一体的に構成されてい
る。なお、前記ステンレス板７ａおよびステンレス箔７
ｃの代りにアルミニウム、チタン、グラファイト等の導
電性材料を使用してもよい。

また、前記参照電極８は、例えばダブルジャンクション
型で、電解液の漏洩を防ぐため液絡部にセラミック製チ
ップ８ａが埋めこまれたものを用いることができる。こ
の参照電極８は、前記陰極端子素子７に穿設された空孔
部に設置され、その先端部、即ち前記セラミック製チッ
プ８ａを前記電解液を含ませた試験シート３の上面に接
触させてある。

電解装置４からは、それぞれ一端に陽極端子５ａ、陰極
端子６ａおよび参照電極用端子９ａを有するリード線
５、６、９が延出され、陽極端子５ａは前記試験片１
に、陰極端子６ａは前記陰極端子素子７の端部に、参照
電極用端子９ａは参照電極８にそれぞれ電気的に接続さ
れるようになつている。

＜実施例＞ 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。試験
片としてステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を用い、硝酸水
溶液を含ませた試験シートを前記試験片の被検面に貼付
するとともに試験シートの他方の面に陰極端子素子と参
照電極を配設した。前記陰極端子素子はステンレス箔を
介して試験シートに接触し、参照電極はセラミック製チ
ップを介して試験シートに接触させた。

前記試験片、陰極端子素子および参照電極をそれぞれ電
解装置に電気的に接続して電解腐食装置を作成した。

つぎに、この電解腐食装置の電源装置（図示せず）を
“ＯＮ”にしたのち被検面各部位について、自然電位を
測定した結果を第３ａ図に、電解電位１５００ｍＶ（標
準電極に対し）に設定し電流密度０．５ｍＡ／cm²で電
解進行中のアノード電位を測定した結果を第３ｂ図に示
す。

なお、図中の数字は、測定電位を飽和カロメル電極に対
するｍＶで示したものであり、被検面の大きさは１５０
mm×１００mmである。

この結果から自然電位は、いずれの位置においても極め
て一致しており、また、電解時の電解電位も位置による
差は殆どなく、１０ｍＶの範囲内で一致しており、この
ような半乾式電解の形式においても電位制御は可能であ
り、所定の電位で任意に電解できることがわかる。

＜発明の効果＞ 本発明は、以上説明したように構成されているので、参
照電極を検出部材を介して金属材料上に設置でき、金属
材料の被検面を所定電位で所定量溶解することができ、
例えばステンレス鋼のりんプリント試験法では、金属材
料を過不動態域で電解できるという効果を奏する。

しかも、電解中に電位制御ができるため、電位変動によ
る酸素発生を招くことがなく、きわめて再現性の良い鮮
明なりんプリント像が得られる。

なお、本発明は、鋼材中のりん偏析試験に限らず、金属
材料の表層部を、電気化学的に腐食処理を行う際にも有
効であり、各種の腐食試験法にも使用でき、本装置を用
いると電解操作が極めて簡便となるため、金属材料の電
解腐食に有効に活用できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の半乾式電解腐食装置の一実施例を示
す一部断面側面図である。 第２図は、従来例を示す電解腐食装置の一部断面側面図
である。 第３ａ図および第３ｂ図は、それぞれ本発明の半乾式電
解腐食装置を使用して測定した被検面各部位の自然電位
およびアノード電位の分布図である。 符号の説明 １……試験片（金属材料）、 ２……ステンレス板（あるいはアルミニウム板）、 ３……電解液を含ませた試験シート（検出部材）、 ４……電解装置、 ５，６……リード線、 ７……陰極端子素子、 ８……参照電極、 ９……リード線

フロントページの続き (72)発明者 松村 泰治 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属材料の被腐食面上に電解液を含ませた
   検出部材の一方の面を接触させて電解することにより、
   金属材料より溶出する成分を検出するための半乾式電解
   腐食装置であつて、前記検出部材の他方の面に接触させ
   るための陰極端子素子および参照電極と、前記金属材
   料、陰極端子素子および参照電極をそれぞれ電気的に接
   続するための電解装置とを有することを特徴とする金属
   材料の半乾式電解腐食装置。