在清洁空气中,腐蚀产物以ZnO或Zn(OH)2为主;在海洋气氛下,由于Cl-的增加而形成ZnCl2在工业污染大气中,由于空气中H2S、SO2含量的增加,生成的腐蚀产物以ZnS、ZnSO4为主;如若环境中CO2增多,生成的腐蚀产物以ZnCO3为主，这些腐蚀产物通称为白锈。热镀锌钢板使用寿命的长短与其所处的环境有很大关系,大量大气腐蚀试验证明了这一点,热锌钢板的大气腐蚀状况如表2-7所列。由表2-7可清楚地看出,热镀锌钢板在不同的腐蚀环境中,其腐烛速率也不同.[25热镀锌钢板在大气中受到化学腐蚀和电化学腐蚀的双重腐蚀作用,其腐蚀过程相当复杂,Hudsen和Haynie等人提出在工业污染区镀锌钢板大气腐蚀的经公式如下:[27r=0.0086Gx+0式中tr防护持续时间,年;G:镀层平均质量,g/m2Ua-0.001(y-50%)f式中Um—镀锌层腐蚀速度,um/ay—周围气氛相对湿度,%f—二氧化硫的浓度,pg/m3由式(2-1),式(2-2)可以看出,热镀锌层的保护作用主要取决于镀层厚度和环境气氛。研究表明,热镀锌层的微观组织结构对其耐蚀性能也有一定的影响,例如纯锌层中的杂质可加快镀锌层的腐蚀,其结果如表2-8所列。图2-20给出了热镀锌钢板在不同环境中的使用寿命和镀锌层厚度之间的关系。[27由此关系图可知热镀锌钢板的使用寿命与镀层的厚度成正比。换句话说,若希望延长热镀锌钢板的使用寿命,则可增加热镀锌层的厚度,对于热镀锌工艺较易实现,而电镀锌工艺则相对受到局限,其镀层较薄,一般较大约为90g/m2,这就是热键锌钢板多用于户外建筑,而电镀锌钢板多用于户内电器的主要原因热镀锌钢板的缝隙腐蚀是镀锌钢板在制成零部件(如汽车部件)使用中经常遇到的问题,各国对它进行了广泛研究。[231ZhuF等的研究结果表明[2],热镀锌板在缝隙内高湿、高氯、低pH值环境中的腐蚀产物主要是ZnO和Zn(CO3)2(OH)6,不同于均匀腐蚀形成的产物ZnCl2(OH)8,而且缝隙腐蚀速率与缝隙尺寸密切相关,并提出了一种基于电化学阻抗谱评估热镀锌钢板缝隙腐蚀的新方法。国内李民保等0对热镀锌板缝隙腐蚀研究表明,热镀锌板缝隙腐蚀过程可以分为锌层锈蚀镀层破裂合金层溶解合金层破裂、钢基体溶解三个过程,缝隙腐蚀从缝隙口部开始。胡小萍研究认为,热镀锌钢板的缝隙内交流阻抗沿深度方向递增,缝隙腐蚀从缝隙口部开始;在含氯离子的中性水溶液中,热镀锌钢板的缝隙宽度为0.24mm时其腐蚀速率较快
①代替镀锌板用于耐蚀性要求较高的场合,galvalume镀层钢板的耐大气腐蚀性和耐潮湿气体腐蚀性都比镀锌板优良,可以全方位地用作各种内外建筑材料及零部件
②代替傻锌板川于加工性能要求较高的场合.其加工性能与镀锌板一样具有良好的弯曲成型性、优良的单向延展性和焊接性,可以冷弯、冲压和焊接成各种形状的零部件
③代替键铝钢板用于耐热抗氧化性要求较高的场合。Galvalume钢板可以用于锌板无法使用、只能使川镀铝板的高温环境下,如家用电器的烤箱、烘干和冷却器8,汽车尾管、消声器、散热置板等处
①代替键锌板和键倡板用于彩涂印花基板。镀Galvalumei的镀层晶花小,与缓铝板和小锌花、零锌花锌板一样,对涂料的點附力强,可以用作彩涂基板和印花基板
⑤良好的经济性比镀锌和侣板的生产成本均低,Galvalume镀层钢板不但节约了大量价格较高的铝,与键锌板相比,同样的质量、同样的厚度、宽度的钢卷展开长度约长5%,使生产成本降低,价格提高,企业经济效益增加。
在刻的海洋气氛中,热镀锌钢板经4年暴露试验后就开始生红锈,暴露13后,严重锈蚀,耐铝-锌-硅合金钢板与热镀铝钢板却仍保持良好状态;②在离海岸243.8m的海洋大气中,这三种镀层均保持良好状态;③在工业气氛中,大部分热镀锌层被腐蚀掉,3/4以上的表面生锈。而铝锌-硅合金镀层钢板和热镀铝钢板,除了由于附近炼钢厂尘埃落在表面上,形成薄薄的浅棕色氧化物锈斑外,仍保持良好状态;④在乡村气氛中,三种材料均保持良好状态,仅热镀铝钢板的边部有些锈斑出现图2-21是三种镀层钢板经1露后的腐蚀时间的关系曲线。为了比较铝锌硅合金镀层与热镀锌层的耐腐蚀性,表2-16列出了这两种镀层经过13年的暴露后,腐蚀损失的比值。由表中数据可知,铝锌硅合金镀层钢板耐大气腐蚀性能,比热镀锌钢板高2~6倍图2-25所示为铝-锌硅合金键层钢板和热镀锌钢板在瑞典Scandinavia四个试验站经过8年暴露试验,镀层的平均腐蚀速率,[20结果表明:铝-锌硅合金镀层腐蚀速率为镀锌层的(1/7)~(1/3)Galvalume镀层耐腐蚀性比镀锌层要好。这与其形成的镀层组织结构有很大关系。富铝的树枝状品骨架结构,使镀层具有良好的耐蚀性和抗热氧化性能。而枝品间的富锌伪共晶组织又使镀层在划伤后的环境介质中与镀锌板的饺层一样具有阴极保护作用,并且,腐蚀产物填充在富铝枝品间欧当中,被富铝相滞留。这时,合金镀层转换成富铝的混合物,其中有靠化学键进入枝晶复杂结构中的ZnAI腐蚀产物。腐蚀产物能阻止腐蚀介质的传递,具有一定保护作用,使腐蚀速率减慢。另外,合金键层与钢基体之问的金属间化合物也可以对钢基起到电化学保护的作用,在表面枝品被腐蚀以后,阻止钢基的进一步腐蚀。而纯锌镀层主要受牺阳极机制控刮,其腐蚀速率通常表现为线性,所以其耐蚀性比相同厚度的镀锌层有很大的提高(见图2-26)A3+离子的掺杂效应:Galvalume合金镀层的初始腐蚀电位与热镀锌的初始腐蚀电位极为相近,而其腐蚀速率仅为热镀锌的(1/4)~(1/6),而造成这种差异的直接原因就是Al1+的掺杂效应通常在大气介质中,镀锌层的腐蚀反应方程式为阳极反应:Zn-2e—Zn2+阴极反应:1/202+H2O+2e--2OHZn2++2OH=—Zn(OH)Zn(OH)2—ZnO+H2O其中Zn(OH)2的电导率比较小,能够对氧的还原反应(2-2)起到抑制作用,而ZnO为n型半导体,对反应(23)没有抑制作用。但是在Galvalume合金镀层中存在着Al元素,腐蚀时除了生成Zn(OH)2、ZnO和ZnCl2以外,还生成了大量的Al(OH)3,根据Hauff化合价法则,Al3+进入ZnO晶格中,使其间隙电子增加,电导率增大,Zn2+浓度随之减小,Zn的氧化速率降低,阻碍了反应(2-6)的进行,使Zn(OH)2难以转变成ZnO,这就直接导致了合金镀层腐蚀速率明显下降。此外,由于Zn(OH)2和A(OH3很难溶于水,它们覆盖在镀层的表面形成层致密的、凝胶状薄膜,阻碍了O2到达镀层表面和腐蚀介质中活性粒子的电荷传递,使镀层表面反应极化电阻比热镀锌的大3倍,从而改善了镀层的抗腐蚀性Galvalume合金镀层钢板的耐蚀性接近镀铝层钢板,比普通的镀锌层钢板要好,一般与相同厚度的镀锌板相比,它的耐蚀性是镀锌板的2~6倍。
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