當前常用于汽車材料循環腐蝕標準有：GMW14872-2013、PV 1210-2010、Renault D17-2028，那么試驗標準中濕度、溫度、各環節時間占比、鹽霧種類等試驗條件設置的異同點有哪些？
目前常見的循環腐蝕試驗的環節包括鹽霧、冷凝、恒溫恒濕、室溫存儲、干燥等環節。通過不同環節的組合、交替循環，模擬實際使用條件下中一天內溫濕度及路況等條件的變化。在循環腐蝕標準中，各環節試驗參數的設計主要涉及以下幾方面：
1、溫度、濕度參數設置；
2、各階段的時間占比及各階段轉換時間要求；
3、鹽溶液的種類，包括氯化鈉濃度、pH值、是否添加其他腐蝕因子等；
4、噴霧方式、沉降量等要求。
通過分析各循環腐蝕標準在以上幾個方面的異同點，可以對目前主流的汽車行業常用的循環腐蝕標準進行歸納，并預測其未來發展趨勢。
溫度、濕度參數設置
在實際場景中，一天內的溫濕度存在階段性變化，通常中午溫度最高、濕度最低，凌晨至清晨溫度最低、濕度最高。除單日內溫濕度的變化之外，一年內的溫濕度也存在周期性變化趨勢。
因此在循環鹽霧試驗參數的設計中，需綜合考慮地域及季節變化等因素的影響。
鹽霧、干燥、潮濕、室溫存儲是循環腐蝕試驗中最常見的四種條件設置，通常鹽霧環節的溫度為(35±2)℃，干燥環節的溫度為40-60℃，濕度為30%-50%RH，室溫存儲環節的溫度為(23±2)℃，濕度為(50±20)%RH，潮濕環節（如冷凝）的溫度為40-60℃，濕度為95%-100%RH。
腐蝕通常發生在材料表面的一層肉眼不可見的水膜中，與其中溶解的腐蝕因子有關。
大氣環境中常見的腐蝕因子氯化鈉的潮解濕度為76%，即當環境中的濕度達到76%及以上時，氯化鈉可完全溶在材料表面的水膜中，通過電化學作用實現對材料的腐蝕。
而在濕度較低的情況下（低于50%），氯化鈉未發生潮解，此時氯化鈉是以固體的形式存在于材料的表面上的，腐蝕發生緩慢。在50%-80%的中濕度范圍內，材料表面開始潤濕，此時可發生腐蝕。實際環境中溫濕度的變化在循環鹽霧試驗中有對應的環節。
在噴霧階段，鹽霧彌漫在試驗箱內，試樣表面的腐蝕介質可不斷更新，從而使腐蝕持續發展。
在冷凝、噴霧等階段中，在鹽霧期間積累在試樣表面的腐蝕介質可繼續存在于水膜中，并通過擴散、毛細作用等形式在表面保護層被破壞部位、缺陷部位等處縱深發展。
在干燥階段，試樣表面的水膜不斷變薄，而腐蝕介質仍存在于試樣表面，由于濕度過低，腐蝕進展緩慢。但是對于涂鍍層材料，材料經表面處理后存在多層結構，循環腐蝕試驗中干燥和冷凝環節交替所積累的熱應力可破壞涂層結構，被破壞的涂層作為缺陷在后一階段的鹽霧試驗中可被腐蝕。
下面對幾種常見循環腐蝕試驗中溫濕度實驗的參數設計方案進行分析，繪制下圖1。該圖為循環腐蝕標準各濕度階段時間占比（轉換時間按照標準規定及實際情況，未計算周末）。
從圖中可以較直觀地看到，近年來新發布的循環鹽霧標準中，干燥實驗的時長呈現下降趨勢，而潮濕、冷凝等中濕度、高濕度環節的實驗時長有增高趨勢。將常用的國家標準、國際標準與企業、行業標準對比，可發現企業、行業標準中的中低高濕度環節的時間分布更加均勻，且近年來，中高濕度環節時長占比的增加趨勢更明顯。
轉換時間的設置
循環腐蝕試驗中，各階段之間（如潮濕、干燥、鹽霧等）的轉換時間對于腐蝕速度有顯著影響，以上的轉換過程涉及到溫濕度的變化。
本文主要以濕度為例進行分析，恒定溫濕度環節的濕度通常處于50-70%RH，屬于中濕度；干燥環節的濕度通常規定小于30%RH，屬于低濕度；鹽霧及冷凝期間的濕度通常在95-100%RH，屬于高濕度。在各階段的轉換過程中，由于轉換時間的不一致，導致低、中、高濕度階段的時間占比出現明顯變化。
（a）不計算過渡階段的理想曲線；（b）實際曲線
圖2 GMW 14872周邊階段噴霧四次的濕度曲線
圖3 （a）GMW 14872的低中高濕度各階段時間占比（藍色為理想情況，紅色為實際情況）；（b）GMW 14872周邊階段噴霧四次的理想濕度曲線（不計算過渡階段）和實際曲線對比圖，其中陰影部分為兩者差別
如圖3a所示，以GMW 14872-2013標準為例，計算了不同轉換時間所得到的低、中、高濕度階段的時間占比。理想曲線為假設各階段之間可以迅速發生轉換，不存在過渡，繪制依據為標準規定的各階段時間（圖2a）。
在實際實驗中，由于箱體差別和人工操作等問題，各階段的轉換存在延時。在周邊階段的8個小時內，根據試樣在車內安裝位置的不同，設置了不同次數的鹽霧噴淋，每次噴淋都要求樣品表面完全濕潤，這通常需要3-5分鐘的時間。在噴淋結束后重新進入周邊階段時，濕度需要從95%-100%RH重新下降至45%RH左右。
我們以該標準中最常用的每個周邊階段進行4次噴淋為例（每2小時噴淋一次，第一次噴淋為周邊階段開始時），每次噴淋后，在試驗箱的調節下，需要約1.2小時的時間才可以使試驗箱內的濕度重新達到45%RH，在每個過渡階段，濕度基本呈線性變化。
本標準中對從周邊階段進入冷凝階段和從冷凝階段進入干燥階段的時間進行規定：周邊階段和冷凝之間的轉換時間不高于1小時，冷凝和干燥階段的轉換時間不高于3小時。如圖2b所示為典型的周邊階段進行四次噴淋的濕度時間變化曲線。
我們將理想曲線（圖2a）與實際試驗曲線（圖2b）進行對比得到圖3b，圖3b中的陰影部分即為兩者在各濕度環節所占時長的差別。通過計算，我們得到在理想情況下的低濕度、中濕度、高濕度階段的時間比為1:1:1，分別占總時長的33.3%（不計算周末時間）；在實際情況下（以周邊階段進行四次噴霧計算），低濕度、中濕度、高濕度階段的時間比為0.46:0.16:0.38，即分別占總時長的46%、16%、38%（圖3a）。
兩種情況下的高濕度環節時間占比差別較小，在低濕度和中濕度環節的時間占比上存在較大差別，在圖3b中的直觀表現為兩條曲線不重合的陰影部分的主要面積集中在中濕度區域。
隨過渡時間的延長，中濕度階段的占比下降而低濕度階段的時間占比增加。由于在循環鹽霧試驗中，對腐蝕加速結果其主要作用的是中濕度和高濕度環節，因此轉換時間的延長所導致的中高濕度環節所占時長的縮短不利于實現循環鹽霧試驗加速腐蝕的目的。
除此之外，研究表明，腐蝕在不同濕度下和交變條件下的進展速度和腐蝕形貌存在較大差別。因此縮短各階段之間的轉換時間可有效實現加速試樣腐蝕進程的目的，控制試驗進程。除GMW 14872-2013標準外，我么也計算了GM 940P-1997標準的實際低中高濕度時間占比和理想值差別，見表1，計算結果同樣證明，轉換時間的延長對于中濕度階段的影響較大。
表1 循環鹽霧標準低中高濕度環節及鹽霧時間占比
進一步分析早期循環鹽霧標準和21世紀以來循環鹽霧標準中與濕度參數設計相關的要求，包括低中高濕度環節的時間占比、各標準的發布時間等，具體結果見表1、表2和圖1。按時間軸分析，最初的循環鹽霧標準中主要包含了高濕度和低濕度環節，未考慮中濕度環節對試樣腐蝕的影響。
21世紀后發布的循環腐蝕標準中具有以下兩個特點：
中濕度環節的時間占比不斷增加，中濕度和高濕度環節的總時長占比增加，目前常用于涂層材料耐腐蝕能力的評估。
對各階段的轉換時間提出了嚴格要求，并建議在一個循環腐蝕試驗箱中完成全部試驗。
早期的循環鹽霧標準支持換箱操作，即在鹽霧試驗箱中完成鹽霧試驗，在溫濕度環境箱中完成溫濕度交替變化的試驗。但在各階段的轉換中存在由于人為因素和外界環境因素導致的溫濕度變化速度的不確定性，使循環腐蝕試驗的重復性和可信度下降。
在后期的循環腐蝕標準中，如VOLVO VCS 1027,1499等，給出了標準推薦的各階段轉換速度和溫濕度的線性變化要求，這就要求循環腐蝕試驗的全過程均要在同一個試驗箱中完成，如使用循環腐蝕試驗箱完成實驗，在實驗過程中需要檢測溫濕度的變化曲線，保證實際的腐蝕試驗達到標準要求，這也是近年來循環腐蝕試驗標準逐漸走向成熟化的證明。
表2 見循環鹽霧發布年份及更新年份
