內燃機用材料的評價測試方法
2023-10-17 00:41:54 2
內燃機用材料的評價測試方法
【專利摘要】通過將由金屬材料構成的樣品保持在800℃-1100℃的含氧氣氛中，從而在樣品的表面上形成氧化膜，並將帶有氧化膜的該樣品在含有酸和NaCl的腐蝕液中浸漬一定的時間。浸漬結束後，評價樣品的腐蝕狀態(氧化膜的密度、裂紋等)。通過在模擬內燃機實際環境的環境中加速腐蝕，從而能夠在短時間內方便且適當地評價樣品的耐腐蝕性。
【專利說明】內燃機用材料的評價測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及內燃機用材料的評價測試方法，該方法用於評價內燃機中所用構成部件及其材料(例如，汽車發動機中所用的火花塞電極和電極材料)的特性。本發明尤其涉及內燃機用材料的評價測試方法，該方法能夠方便地評價耐腐蝕性。
【背景技術】
[0002]諸如內燃機(例如，汽車的汽油發動機)中所用的火花塞之類的內燃機部件之前被用在極高溫環境下的汽油燃燒氣氛中，該極高溫環境中的最大溫度已經達到了 800°C至1，000°C。因此，在對內燃機部件(例如，上述火花塞)的特性(例如，高溫耐氧化性)進行評價時，利用了這樣的耐久測試(以下稱為發動機測試)，該耐久測試使用了能夠在實際中燃燒汽油的測試發動機(參見專利文獻I的說明書
[0055]段)。
[0003]對於無需使用特殊裝置(例如，上述測試用發動機)而更方便地進行特性(例如，高溫耐氧化性)檢測的評價方法，人們注意到了上述高溫環境，並且採用了大氣氣氛下的簡單的氧化測試或者高溫加熱和冷卻重複進行的熱循環測試。
[0004]近年來，出於環境保護等原因，人們試圖通過進一步提高汽車發動機中的燃燒溫度等或者通過進行尾氣再循環(EGR)來提高燃料效率。同樣出於環境保護的原因，實行了汽車發動機的怠速停止等。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本專利N0.4413951
【發明內容】
[0008]技術問題
[0009]由於內燃機使用過程中溫度會進一步升高、怠速停止導致發動機的0N/0FF次數增加等原因，內燃機的構成部件(例如，火花塞電極)的使用環境變得更容易造成氧化?腐蝕。因此，人們希望提高內燃機構成部件(例如，火花塞電極)以及內燃機構成部件的原料(例如，電極材料)的耐氧化性和耐腐蝕性。為了提高耐腐蝕性，需要檢測耐腐蝕性，以控制構成部件及其原料的耐腐蝕性。
[0010]然而，此前尚未研究出可精確且方便地檢測內燃機構成部件及其原料(例如，火花塞電極和電極材料)的耐腐蝕性的適當技術。
[0011]如下所述，根據本發明人的調查，實際用於汽車中的樣品與經過上述簡單氧化測試等的樣品之間的腐蝕狀態是極為不同的。因此，人們期望研發出這樣一種技術，該技術能夠方便地建立與實際使用環境相同的腐蝕環境，並且能夠準確且簡便地評價耐腐蝕性。
[0012]因此，本發明的目的是提供一種能夠方便地評價內燃機用材料的耐腐蝕性的評價測試方法。
[0013] 問題的解決手段
[0014]本發明人研究了實際用於汽車的樣品的腐蝕狀態，並對該腐蝕狀態的再現試驗進行了各種研究。結果發現，通過在樣品上形成氧化膜，並隨後在腐蝕液中進行一定時間的浸潰，從而可得到與實際用於汽車的樣品的腐蝕狀態極為接近的狀態。據認為獲得這種結果的原因如下。
[0015]如上所述，內燃機的構成部件(例如，火花塞電極)被升至800°C以上的高溫，甚至被升至約900°C至1，100°C的高溫，因此在其表面上形成氧化膜(通常為由上述構成部件的主要元素的氧化物形成的層)。此外，據認為由於溫度極高，構成了上述構成部件的表面的顆粒變粗，並且與氧化膜中的表面側區域(外部區域)相比，氧化膜中內部區域(靠近構成部件的區域)變為氧化物的晶界更為稀疏的狀態。另一方面，發現當如上所述進行怠速停止時，上述構成部件的溫度降低，從而導致露水凝結並且上述構成部件處於浸於露水中的狀態。此外，經發現，來自上述構成部件周圍的元素(代表性的為來自EGR的NOx成分)會混入該露水中，由此在一些情況下會形成特定腐蝕液，具體為含有酸的腐蝕液。因此，當因怠速停止而使0N/0FF次數增加時，會重複生成露水，此外，進行EGR等會重複生成上述腐蝕液。同時，如果因怠速停止而使發動機的停止時間延長，則上述構成部件會持續浸沒於所生成的腐蝕液中。因此，據認為，在具有上述氧化膜的構成部件中，腐蝕液沿著至少構成氧化膜內部區域的粗晶粒的晶界而更深入且容易地滲入內部，從而由內部區域開始發生腐蝕。
[0016]因此，可認為包括由氧化膜形成至腐蝕液中的浸潰的步驟的測試方法能夠用作準確且方便地評價內燃機構成部件及其原料(例如，火花塞電極和電極材料)的腐蝕狀態的測試。本發明基於上述發現。
[0017]本發明涉及內燃機用材料的評價測試方法，該方法用於評價內燃機中所用的電極或其原料等的金屬材料的特性，如下所述，該方法包括預備氧化步驟和腐蝕液浸潰步驟。
[0018]預備氧化步驟:將由上述金屬材料製成的樣品在含氧氣氛中保持於800°C以上1，100°C以下的溫度下，從而在該樣品的表面上形成氧化膜的步驟。
[0019]腐蝕液浸潰步驟:製備含有酸和氯化鈉的水溶液作為腐蝕液，並將具有上述氧化膜的樣品在腐蝕液中浸潰預定的時間的步驟。
[0020]如上所述，根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法通過在內燃機用材料上形成氧化膜並隨後在腐蝕液中進行浸潰，能夠準確地再現腐蝕狀態，其中該腐蝕狀態受氧化膜的緻密性和粘著性、是否存在裂紋等因素的影響。更具體而言，能夠準確地再現實際使用環境(通常用於汽車)中的腐蝕狀態。因此，根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法可適宜地用作實際環境的模擬實驗或者發動機測試的預備測試(例如，在以多種合金生產樣品的情況中的種類範圍縮小、簡單評價、運輸前測試等)。同時，根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法通過利用含有氯化鈉的溶液作為腐蝕液能夠加速腐蝕，從而能夠大幅縮短測試時間。因此，根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法能夠在短時間內準確地進行內燃機構成部件及其原料(例如，火花塞電極以及用於該電極的電極材料)的特性評價，尤其是耐腐蝕性評價。此外，由於能夠基於根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法的評價結果來選擇具有優異耐腐蝕性的構成部件及其原料，因此可將該評價測試方法用作篩選方法。
[0021]作為本發明的一個方面，列舉了這樣一個方面，其中上述氧化膜是通過在空氣氣氛中保持I小時以上100小時以下、或者在低氧化性氣氛中保持2小時以上200小時以下而形成的，其中該低氧化性氣氛中的氧濃度小於空氣中的氧濃度。
[0022]在於空氣氣氛中形成氧化膜的方面中，該氣氛易於控制，此外，氧濃度相對較高。因此，可在短時間內形成氧化膜，並且可縮短測試時間。另一方面，內燃機(例如，汽油發動機)的氣氛中的氧濃度通常低於空氣中的氧濃度。因此，在於低氧化性氣氛中形成氧化膜的方面中，可準確地模擬具有低氧濃度的環境。
[0023]作為本發明的一個方面，列舉了這樣一個方面，其中上述酸為鹽酸、磷酸、硝酸和硫酸中的至少一種。
[0024]上面所列出的酸為可在實際使用環境(例如，汽油發動機的內燃機)中生成的酸。因此，可認為使用了包含如上列舉的酸的腐蝕液的上述方面模擬了可在實際環境中生成的腐蝕液，由此能夠準確評價耐腐蝕性。
[0025]作為本發明的一個方面，列舉了這樣一個方面，其中還包括如下步驟:通過在空氣氣氛中於900°C的溫度下保持24小時以形成上述氧化膜並檢查上述得到的氧化膜的狀態。
[0026]檢查在上述特定條件下形成的氧化膜的狀態。由此發現，該氧化膜的狀態接近用於實際汽車的內燃機構成部件上所形成的氧化膜狀態，而非進行簡單氧化測試(例如，I1OOO0C X72小時至100小時)後的氧化膜狀態。此外還發現，在該特定條件下形成的氧化膜與耐腐蝕性之間存在關聯，當該氧化膜處於特定狀態下時，耐腐蝕性傾向於變得優異。因此，對於形成氧化膜並隨後在浸潰於腐蝕液中之前檢查該氧化膜狀態的上述方面，其能夠基於氧化膜狀態在一定程度上評價耐腐蝕性，並且能夠基於浸潰於腐蝕液之後的狀態來更為準確地評價耐腐蝕性。
[0027]發明效果
[0028]根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法能夠方便地評價內燃機用材料的耐腐蝕性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029][圖1A]圖1A為示出了腐蝕狀態的顯微照片(SEM照片)，其示出了經過本發明內燃機用材料的評價測試方法的樣品I。
[0030][圖1B]圖1B為示出了腐蝕狀態的顯微照片(SEM照片)，其示出了實際用於汽車的樣品100。
[0031][圖1C]圖1C為示出了腐蝕狀態的顯微照片(SEM照片)，其示出了經過了簡單氧化測試的樣品200。
[0032][圖2]圖2示出了基於實際用於汽車的樣品100的SEM-EPMA分析的組成繪製圖。
[0033][圖3]圖3示出了基於經過了簡單氧化測試的樣品200的SEM-EPMA分析的組成繪製圖。
[0034]標號列表
[0035]10 基材
[0036]11內部氧化層
[0037]12外部氧化層
【具體實施方式】
[0038]下面將更詳細地說明本發明。首先將說明測試對象。
[0039](測試對象)
[0040]測試對象的例子包括由金屬材料製成的測試對象，例如，構成內燃機的部分(例如，火花塞)中所用的構成部件(例如，電極)、以及用於該構成部件的原料(例如，電極材料)。
[0041]對作為測試對象的金屬材料的組成沒有特別的限制。根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法可適宜地用於評價鎳合金的特性，其中該鎳合金用於充當火花塞電極或其原料的電極材料。鎳合金的具體例子包括含有Al、S1、Cr、Y、T1、Mn、Fe、Nb、Ta、Mo、Cu等至少一種添加元素、並且餘量由Ni和不可避免的雜質構成的合金。不可避免的雜質的例子包括C和S。可含有一定程度的C。
[0042]對測試對象的形式沒有特別的限制。用於上述構成部件的原料的例子包括線棒(通常為圓線和矩形線)和板材。通過將上述線棒或板材切割至適當長度而製得的切割件可用作樣品。上述構成部件是通過將上述原料成形為預定形狀而製得的成形品，並且可將所得成形品直接用作樣品。
[0043](評價測試方法)
[0044]〈樣品的製備〉
[0045]首先，如上所述，製備由適當金屬材料製成的樣品。
[0046]
[0047]接下來，在高溫下加熱所製備的樣品的表面，以使構成樣品的表面側區域的晶粒粗化並將其氧化，由此形成這樣的氧化膜，該氧化膜具有由粗氧化物形成的層。關於高溫下的氧化，加熱溫度規定為800°C以上1，100C以下，以模擬內燃機(例如，汽車的汽油發動機)中的高溫環境。隨著加熱溫度的升高，氧化膜傾向於變厚，並且過厚的氧化膜可阻礙腐蝕液的滲透。因此，加熱溫度更優選為900°C以上1，000°C以下。可根據所模擬的環境、保持時間、氧濃度等來調整加熱溫度。
[0048]在預備氧化步驟中，採用含氧氣氛的原因是可形成氧化膜。該氣氛的具體例子包括空氣氣氛。關於空氣氣氛，該氣氛易於控制且氧濃度相對較高。因此，可在短時間內形成氧化膜並且可縮短測試時間，由此操作性優異。
[0049]或者，可採用氧濃度低於空氣中的氧濃度的低氧化性氣氛。氧濃度的具體例子包括0.01體積％以上20體積％以下。在內燃機(例如，汽車的汽油發動機)中的燃燒氣體氣氛中，氧濃度(20體積％以下)通常低於空氣中的氧濃度。因此，可認為這種形式所模擬的狀態更接近於實際環境。除氧氣以外的氣氛氣體的例子包括惰性氣體，例如氮氣、氬氣和氦氣。通過將氧氣與上述惰性氣體混合得到混合氣體、通過將氧氣和空氣混合得到的混合氣體等可用於形成低氧化性氣氛。
[0050]對於上述加熱溫度下的保持時間，可選擇足以形成氧化膜的時間，例如，可列舉I小時以上。在氣氛的氧濃度恆定的情況下，隨著加熱溫度的升高或保持時間的延長，氧化膜趨於變厚。如上所述，如果氧化膜過厚，則腐蝕液的滲透變得不充分，因此在採用空氣氣氛的情況中，保持時間優選為I小時以上100小時以下，更優選為I小時以上72小時以下，尤其優選為2小時以上24小時以下。隨著氧濃度的下降，氧化膜的形成傾向於花費更長的時間，因此在採用上述低氧化性氣氛的情況中，保持時間優選規定為較空氣氣氛中的保持時間更長，更優選為2小時以上200小時以下，進一步更優選為3小時以上，尤其優選為10小時以上100小時以下。可根據所模擬的環境、加熱溫度、氧濃度等在上述範圍內選擇保持時間。
[0051]可將具有上述預定氣氛的加熱爐(大氣爐)用於氧化膜的形成。
[0052]
[0053]在氧化膜形成於樣品上之後，可立即進行腐蝕液中的浸潰。然而，可檢查所得氧化膜的狀態。此處，在氧化膜形成於含有上述添加元素的鎳合金的情況中，氧化膜傾向於具有雙層結構，該雙層結構包括內部氧化層以及形成於氧化膜表面側的表面氧化層。因此，在了解氧化膜的狀態時，氧化膜檢查中的內容.項目的例子包括所得氧化膜是否具有雙層結構、內部氧化層的厚度、表面氧化層的厚度、內部氧化層和表面氧化層的總厚度、以及內部氧化層厚度與表面氧化層厚度的比值。然後，根據本發明人的檢查，發現在上述厚度、比值等落入特定範圍內的情況下，儘管根據材料的不同而存在差異，但是即使在隨後的腐蝕液浸潰之後，仍能獲得優異的耐腐蝕性。即，通過檢查在上述預備氧化步驟中形成的氧化膜的狀態，獲得了與耐腐蝕性的性能相關的初步觀點(preliminary opin1n),並且可通過繼續進行腐蝕液浸潰步驟以實施腐蝕液中的浸潰從而更準確地評價耐腐蝕性的性能。因此，提出了在預備氧化步驟之後、腐蝕液浸潰步驟之前加入檢查所形成的氧化膜的狀態的步驟。在這一方面，可通過基於材料的檢查來設定上述厚度和比值的優選範圍。
[0054]同時，根據本發明人的檢查，發現在檢查氧化膜的狀態中，氧化膜優選在900°C的空氣氣氛中形成24小時。因此，在包括氧化膜狀態的檢查步驟的情況中，提出了在900°C的空氣氣氛中進行預備氧化步驟24小時。
[0055]〈腐蝕液中的浸潰〉
[0056]在腐蝕液浸潰步驟中，首先製備腐蝕液，具有上述氧化膜的樣品將浸潰於該腐蝕液中。由於模擬的是露水，因此腐蝕液主要含有水。在此方面，腐蝕液限定為含有氯離子(CD的水溶液，這是因為通過含有氯離子(Cl—)可加速腐蝕並有效地縮短測試時間。特別是，將氯化鈉(NaCl)水溶液用作水基液以確保中性。可適當地選擇NaCl水溶液中的NaCl濃度(質量％)，不過I %以上10%以下是適宜的。據認為，NaCl自身在該範圍內時不會成為導致易於腐蝕的主要原因。
[0057]此外，腐蝕液設定為含有酸。據認為，在進行上述EGR的情況中，可生成由包含於尾氣中的NOx得到的硝酸。同時，根據本發明人的檢查，在實際用於汽車的測試件中檢測到了硫⑶和磷⑵等元素。據認為S為汽油中的雜質，P為機油中的雜質。此外，據認為S可形成硫酸，P可形成磷酸。另外，據認為基於內燃機的部件，氯化物可形成鹽酸。通過這種方式，在內燃機(例如，汽油發動機)的使用環境中可生成各種酸，因此，提出腐蝕液中除NaCl外還包含酸。特別是，優選上述的硝酸、硫酸、磷酸和鹽酸中的至少一種。在單獨採用一種酸的情況中，製備和濃度調節是容易的；在組合使用多種酸的情況中，預計模擬的腐蝕液與實際環境中所生成的腐蝕液更為接近。
[0058]可適當選擇酸的濃度。雖然取決於酸的種類，但是將腐蝕液的總質量限定為100時，NaCl水溶液的質量:酸的質量=約50:50至99:1是適宜的。預計在該比值範圍內可於相對較短的浸潰時間內(約2小時至48小時)進行充分的腐蝕。同時，腐蝕液的溫度可為室溫(約20°C至25°C )，不過通過採用約50°C至80°C的溫度，可進一步加速腐蝕並進一步縮短浸潰時間。
[0059]可根據所模擬的環境、樣品的材料、腐蝕液的組成(酸濃度、NaCl濃度)、溫度等來選擇浸潰時間。例如，可列舉為I小時以上200小時以下。
[0060]特別是，對於由構成內燃機(例如，汽車的汽油發動機)中所用火花塞電極和電極材料的鎳合金製成的樣品，2小時以上48小時以下的浸潰時間是適當的。
[0061]〈評價〉
[0062]在將樣品浸潰於上述腐蝕液中達預定時間之後，將樣品從腐蝕液中取出並隨後乾燥，對其腐蝕狀態進行評價。評價的例子包括通過利用由進行截面的顯微觀察(氧化膜厚度、氧化膜的緻密程度、裂紋的有無等等)、組成分析(構成元素的定量分析、殘留元素的識別等)、表面電阻的測量等獲得的絕對值數據而進行的評價。
[0063]另一方面，製備充當基準的樣品(下文中稱之為基準樣品)，將基準樣品和測試對象的樣品的上述絕對值數據進行對比，以確定耐腐蝕性的性能，由此可選擇具有優異特性的金屬材料。即，根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法也可用於選擇具有優異特性的材料。
[0064]在如上所述檢查氧化膜的狀態的情況中，通過基於氧化膜狀態的初步評價、以及基於在上述腐蝕液中浸潰之後獲得的絕對值的最終評價，從而對耐腐蝕性進行了綜合評價。或者，可通過最終評價對由初步評價做出的判定進行更為準確的判斷。
[0065](測試樣品I)
[0066]下面將以測試樣品為例來確定根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法的有效性。
[0067]製備鎳合金電極材料作為樣品，其中該鎳合金電極材料被用作汽車的汽油發動機中所用火花塞電極的原料。此處，製備了由鎳合金製成的矩形線棒，其中該鎳合金含有1.5質量％ Cr-L 5質量％ S1-2質量％ Mn,並且餘量由Ni和不可避免的雜質構成。該矩形線棒由已知的製造方法.條件(熔融.鑄造一熱軋一冷軋一軟化)製成。
[0068]樣品100為實際用於設置有汽油發動機的汽車(實用車(utility car))中的樣品，並且該樣品在實際使用狀態下進行評價。具體而言，準備市售可得的火花塞，將該火花塞的側電極改為由上述矩形線棒形成的電極，並將所得火花塞連接至所準備的汽車。接下來，在改變火花塞之後行駛約20，OOOkm0在駕駛測試中進行怠速停止等，並且進行多次發動機的 0N/0FF。
[0069]樣品200為經過簡單氧化測試的樣品。具體而言，在空氣氣氛中，於1，OOO0C X 72小時的條件下對上述矩形線棒進行高溫氧化。
[0070]對於樣品100,在汽車進行上述行駛之後,取出火花塞的電極。對於樣品200,在簡單氧化測試之後取出矩形線棒。通過截面拋光儀(CP)切割各樣品(電極或矩形線棒)，並取得截面。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察該截面的顯微結構，此外，利用SEM-EPMA表面分析儀進行元素分析。
[0071]圖1(B)示出了樣品100的截面的顯微照片，圖1(C)示出了樣品200的截面的顯微照片，圖2示出了樣品100的元素分析的繪製圖，圖3示出了樣品200的元素分析的繪製圖。
[0072]如圖1 (B)所示，在實際用於汽車的樣品100中，在構成電極的基材10的表面上形成了雙層結構的氧化膜，並且與位於表面側的外部氧化層12相比，可在位於基材10—側的內部氧化層中識別出條紋狀的晶界。從這些晶界的存在可清楚地得知，內部氧化層11由粗晶粒(氧化物晶粒)形成。在此方面，如圖2所示，外部氧化層12為氧濃度相對較高且氧均勻存在的層，而內部氧化層11為含有相對較高濃度的Ni (Ni為基材10的主要成分)且氧濃度相對較低的層。因此，可認為這兩個層11和12的氧化物的狀態是不同的。此外，可清楚地看出氧以條紋狀存在於內部氧化層11中，即，氧集中存在於晶界處。因此，認為在實際用於汽車的樣品100中，由於在氧化膜的表面側存在外部氧化層12，因此未充分進行內側的氧化，由此，通過具有相對較低的氧濃度的氧化物晶粒形成了內部氧化層11。然而，該氧化物晶粒粗大，因此其晶界明顯。因而可認為會沿著內部氧化層11的晶界發生進一步的氧化(腐蝕)。據認為，由於腐蝕液的滲透而沿晶界發生氧化。在此方面，樣品100的氧化膜厚度約為20 μ m。
[0073]另一方面，如圖1(C)所示，經過簡單氧化測試的樣品200與上述實際用於汽車的樣品100的類似之處在於:在構成矩形線棒的基材10的表面上形成了雙層結構的氧化膜。然而，從圖3可清楚地看出，在樣品200中，內部氧化層11的氧濃度與外部氧化層12的氧濃度間的差別較小，並且內部氧化層11和外部氧化層12是由相對均勻的氧化物晶粒形成的。在此方面，考慮到測試時間(72小時)，樣品200的氧化膜厚度極大，為150 μ m。
[0074]如上所述，實際用於汽車中且在實際環境中進行評價的樣品100和經過簡單氧化測試的樣品200具有不同的截面微結構，並且基於SEM-EPMA元素分析的結果也不同，因此可清楚地看出，簡單氧化測試與實際環境之間的腐蝕行為是不同的。
[0075]同時，對於樣品1，首先在空氣氣氛中於900°C X2小時的條件下加熱上述矩形線棒。在此方面，製備含有硝酸和磷酸的NaCl水溶液作為腐蝕液。此處，準備硝酸、磷酸和NaCl水溶液，並以滿足硝酸:磷酸:5質量％ NaCl水溶液=1:1:98(以質量比計)的方式進行混合。將所得腐蝕液加熱至60°C，並將加熱後的樣品在此狀態下浸入，保持預定的時間，該保持時間在3小時至15小時的範圍內選取。進行預定時間的浸潰之後，用水清洗樣品，並選取CP截面。對所得截面的微結構進行SEM觀察。圖1(A)示出了樣品I的截面的微結構照片。
[0076]從圖1(A)可清楚地看出，在經過包括高溫氧化步驟以及隨後的腐蝕液浸潰步驟的測試(下文中將該測試稱為氧化?浸潰測試)的樣品I中，在構成矩形線棒的基材10的表面上形成了由內部氧化層11和外部氧化層12構成的雙層結構氧化膜，可在內部氧化層11中識別出條紋狀晶界，內部氧化層11由粗晶粒形成。此外，在樣品I中，氧化膜的厚度約為20μπι。從這些方面可認為，樣品I帶有的氧化膜與實際用於汽車中的樣品100的氧化膜類似。此外，從這些方面可認為該氧化?浸潰測試準確地模擬了內燃機的實際環境。此外，樣品I的測試時間至多為17小時，因此可認為該氧化.浸潰測試能夠大幅縮短測試時間。
[0077]由此證實了根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法能夠有效地作為內燃機構成部件的特性(尤其是耐腐蝕性)的評價方法，其中該評價測試方法包括高溫氧化步驟、以及隨後的腐蝕液浸潰步驟。此外還證實了根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法能夠方便地評價內燃機構成部件的特性(尤其是耐腐蝕性)。
[0078]同時，準備在低氧化性氣氛中於900°C至1，000°C X48小時的條件下受熱的樣品，並將其在相同的腐蝕液中浸潰相同時間，隨後對截面的微結構進行SEM觀察，其中該低氧化性氣氛的氧含量規定為5體積％ ((I) IS氣和氧氣的混合氣體，(II) IS氣和空氣的混合氣體)。由此，在使用了混合氣體(1)或(II)的任一情況中，與樣品I相同的是，能夠在內部氧化層中識別出條紋狀晶界，並且經證實，其具有這樣的雙層結構氧化膜，該雙層結構氧化膜包括由粗氧化物晶粒形成的內部氧化層。因此經證實，該形式的氧化.浸潰測試能夠準確且方便地評價內燃機構成部件的特性(尤其是耐腐蝕性)。
[0079]同時，製備了樣品10和樣品20，並在與測試樣品中的樣品I相同的條件下進行氧化?浸潰測試，由此檢查其腐蝕狀態，其中:在樣品10中，用由INC0NEL(註冊商標)製成的矩形線棒(Ni含量:約80質量％ )代替了測試樣品I中使用的矩形線棒；在樣品20中，用由另一種鎳合金製成的矩形線棒代替了測試樣品I中使用的矩形線棒，其中該鎳合金含有
0.35質量％ Y-0.25質量％ Si，並且餘量由Ni和不可避免的雜質構成。經過對具有不同Ni含量的樣品1、樣品10和樣品20進行對比，結果證實隨著Ni純度(Ni含量)的增加，腐蝕的發生趨向於變得容易(此處，樣品20易於腐蝕)。因此，經證實根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法能夠用於選擇具有優異耐腐蝕性的內燃機構成部件，其中該評價測試方法包括高溫氧化步驟、以及隨後的腐蝕液浸潰步驟。
[0080]在此方面，本發明並不局限於上述實施方案，並且可在不脫離本發明主旨的範圍內進行適當的修改。例如，可適當地改變樣品的材料.形狀等、腐蝕液的組成、溫度以及浸潰時間。
[0081]工業適用性
[0082]根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法可適宜地用於評價構成汽車(通常為四輪機動車和兩輪機動車)中各種內燃機(例如，汽油發動機和燃氣發動機)中所用部件的金屬材料的耐腐蝕性。此外，根據本發明的內燃機用材料的評價測試方法可用於篩選具有優異耐腐蝕性的金屬材料。
【權利要求】
1.一種內燃機用材料的評價測試方法，其用於評價內燃機中所用電極或其原料等的金屬材料的特性，該方法包括如下步驟: 通過將由所述金屬材料製成的樣品在含氧氣氛中保持於800°c以上1，100°C以下的溫度下，從而在該樣品的表面上形成氧化膜；以及 製備含有酸和氯化鈉的水溶液作為腐蝕液，並將所述具有氧化膜的樣品在所述腐蝕液中浸潰預定的時間。
2.根據權利要求1所述的內燃機用材料的評價測試方法，其中所述氧化膜是通過在空氣氣氛中保持I小時以上100小時以下、或者在低氧化性氣氛中保持2小時以上200小時以下而形成的，其中該低氧化性氣氛中的氧濃度小於空氣中的氧濃度。
3.根據權利要求1或2所述的內燃機用材料的評價測試方法，其中所述酸為鹽酸、磷酸、硝酸和硫酸中的至少一種。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的內燃機用材料的評價測試方法，還包括如下步驟: 通過在空氣氣氛中於900°C的溫度下保持24小時以形成所述氧化膜；以及 檢查所得氧化膜的狀態。
【文檔編號】G01N17/00GK104081182SQ201280068740
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年12月27日 優先權日:2012年2月2日
【發明者】太田肇, 西川太一郎, 作田正男, 山崎和郎, 德田健之, 富田新, 高木義幸 申請人:住友電氣工業株式會社