4种典型热镀锌板表面钝化膜耐腐蚀性能研究

目的 分析4种热镀锌板钝化膜体系成分,考察不同钝化膜的耐腐蚀性及防腐机理。方法 通过SEM、XPS、GDS、红外光谱、润湿角,分析了4种钝化膜的微观结构和化学成分。通过电化学、中性盐雾、循环盐雾试验,验证了镀锌板钝化膜的耐腐蚀性。结果 耐指纹膜、自润滑膜、全无铬钝化的主体均含Si和O,膜厚约1 μm,耐指纹膜中还含有Sn和P,自润滑膜和全无铬钝化中含有较多的P和Sn,三价铬钝化膜主要含有Si、O、Cr、C、P,膜厚仅为0.05 μm。4种钝化膜的成分分布与光整坑有较强的对应关系,光整坑中成膜较厚,光整坑外部出现明显的Zn元素强度,说明该处钝化膜较薄,三价铬具有最优的疏水性,全无铬和耐指纹也具有较好的疏水性,自润滑板疏水性较差,三价铬钝化的自腐蚀电流密度为0.97 µA/cm²,全无铬、自润滑、耐指纹的自腐蚀电流密度依次为1.6、2.3、2.6 µA/cm²。全无铬中树脂交联密度较高,三价铬钝化存在致密的氧化物膜,疏水性较好,对去极化剂的阻隔能力也更强,电荷在界面转移阻力较大,而耐指纹板和自润滑板存在部分孔隙,所以其平面耐腐蚀性稍差。在循环腐蚀过程中,由于存在干湿交替,高盐环境对钝化膜的持续攻击时间较短,故4种钝化膜在循环腐蚀过程中平面处的耐腐蚀性均优于中性盐雾环境中,盐雾结果与电化学结果有较好的一致性。结论 不同表面膜耐腐蚀性有一定区别,三价铬和全无铬具有较优的耐平面腐蚀性和划叉腐蚀性。     

锌铝镁镀层和纯锌镀层在典型大气环境中初期腐蚀行为研究

目的 增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1 a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法 采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀层在吐鲁番、江津、青岛以及万宁4个大气试验站的腐蚀试验。结果 万宁GI的腐蚀速率为ZM的4.56倍,江津GI的腐蚀速率为ZM的3.76倍,青岛GI的腐蚀速率为ZM的2.84倍,吐鲁番GI的腐蚀速率为ZM的2.42倍,对于GI镀层和ZM镀层,按腐蚀速率从大到小的顺序依次为万宁、青岛、江津、吐鲁番。江津和万宁GI镀层的自腐蚀电流密度较小,万宁ZM镀层的自腐蚀电流密度最小。锌的大气腐蚀速率主要受相对湿度、氯离子含量、SO2含量等影响,主要通过影响腐蚀产物组成来影响锌的腐蚀速率。腐蚀产物的保护性受其化学组成、导电性、黏附性、致密性、溶解性、厚度、形态和亲水性等因素影响,不同的锈层结构对阴极氧还原的抑制作用不一样,高氯环境对GI的保护性腐蚀产物Zn5(CO3)2(OH)6有较大的破坏性,在高碱性环境下,容易使腐蚀产物转变成疏松导电的ZnO。在高氯环境中,由于镀层中MgZn2的阳极溶解,释放出可与OH反应的Mg²⁺以形成氢氧化镁(Mg(OH)2)。在ZM表面用Mg(OH)2代替氧化锌被认为可以降低阴极氧还原反应(ORR),具有缓冲阴极位置的pH值升高的作用,能使碱式碳酸锌变得稳定,显著提升耐腐蚀性。结论 ZM镀层材料在高盐高湿环境下能形成稳定的腐蚀产物,降低阴极氧还原速率,在典型大气环境下具有广阔的应用前景。     

DP980表面氧化物对胶接性能的影响

目的 明确高强钢DP980表面氧化物的组成及含量对胶接性能的影响规律,从而改善双相高强钢的胶接性能。方法 通过采用1%(质量分数)的醋酸溶液对双相高强钢DP980表面进行不同时间的酸蚀处理,结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对高强钢表面氧化物的微观形貌进行观察,通过电子探针(EPMA)表征酸洗前后高强钢表面元素分布变化,采用辉光放电发射光谱仪(GDS)对不同酸洗时间处理的高强钢表面元素的含量随深度变化进行分析,同时通过对Si、Mn元素的高分辨X射线光电子能谱(XPS)分峰拟合,表征高强钢表面不同氧化物成分。通过接触角测试分析酸洗处理对高强钢表面润湿性的影响。最后对不同酸洗时间处理的高强钢进行了胶接试验,探究高强钢表面氧化物含量、形貌及种类对胶接性能的影响规律。结果 DP980表面存在Si、Mn、O元素的富集,其中氧化物以SiO_x、Mn₂SiO₄、MnSiO₃、MnO等形式存在。随着酸洗时间的延长,DP980表面氧化物尤其是Si Ox含量显著降低,颗粒尺寸明显减小,同时表面纳米尺度...     

典型汽车用镀锌板耐腐蚀性能研究

目的 汽车用镀锌板电泳漆膜遭到破坏后的耐膜下扩蚀性能。方法 采用SEM、GDS、XPS、电化学工作站研究了3种典型镀锌板GA、GI、ZM的镀层结构。采用循环盐雾试验、大气暴露试验研究了电泳前3种镀锌板的耐腐蚀性。采用循环盐雾试验研究了3种镀锌板电泳后的耐腐蚀性能。结果 GI板和ZM板表面光滑平整,仅可见部分光整坑,表面存在较多Al的氧化物,ZM板表面存在较多Mg的氧化物,GA板镀层含有10%左右的Fe,表面由于含有ζ相和δ相,小孔洞较多。涂装前ZM耐腐蚀性优于GI和GA材料。ZM镀层中含有电位较负的二元共晶相MgZn₂,在腐蚀过程中,MgZn₂优先发生腐蚀,由于阴极氧还原产生大量的OH^-会导致镀层表面pH值升高,优先溶出的Mg离子可以抑制镀层表面薄液膜碱化,而较低的pH值可以促进保护性镀层Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O的生成,氧在其表面的还原速率较低,对镀层有一定的保护。GA和ZM材料涂装后的耐蚀性均优于GI材料,二者机理存在一定区别...     

热镀锌及锌铝镁合金钢在不同大气环境下的腐蚀行为

选用热镀锌(GI)钢和热镀锌铝镁合金(ZM)钢，分别在吐鲁番、江津、青岛和万宁4种典型环境地区中进行大气腐蚀试验。通过分析镀层腐蚀后的形貌、微观组织结构和腐蚀产物成分，探究了纯Zn镀层和Zn–Al–Mg合金镀层在不同大气环境下的腐蚀行为。结果表明，在相同大气环境下服役时，ZM具有比GI更优异的耐蚀性。两者在干燥大气中的腐蚀速率都较低，在潮湿工业大气环境和近海高氯大气环境中的腐蚀速率较高，腐蚀产物以Zn(OH)₂、ZnO、ZnCO₃及Zn₅(CO₃)₂(OH)₆为主。     

碱洗除油对热镀锌钢涂装后耐蚀性的影响

对比研究了有机溶剂除油和碱洗除油镀锌板的表面微观结构和成分，磷化膜性能，以及电泳漆膜耐蚀性。结果表明，采用碱洗除油时，镀锌板电泳涂装后的抗石击腐蚀性能明显优于采用有机溶剂除油时。