鋼基熱浸鍍層在海洋環(huán)境中的腐蝕機(jī)制研究.pdf

1、在眾多的熱浸鍍層中，熱浸鍍Zn(GI)、Zn-5％Al-0.2％RE(GF)和Zn-55％Al-1.6％Si(GL)合金因其具有良好的耐蝕性、犧牲陽極性能和機(jī)械加工性能而廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械、汽車和橋梁等行業(yè)。隨著海洋開發(fā)事業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的熱浸鍍鋼材應(yīng)用于海洋構(gòu)筑物。但是目前關(guān)于這三種鍍層在海洋環(huán)境中腐蝕行為及機(jī)制的研究較少，而且不系統(tǒng)。 本文采用交流阻抗技術(shù)、電化學(xué)阻抗測量一極化一馳豫法和電偶腐蝕測試等手段，對熱浸鍍G

2、I、GF和GL鍍層在海洋環(huán)境中的腐蝕行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，探討了鍍層在海洋環(huán)境中的腐蝕機(jī)理。 大氣腐蝕監(jiān)測實驗結(jié)果表明：相對濕度和溫度是影響熱鍍層大氣腐蝕的重要因素之一。濕度越大，熱浸鍍層的腐蝕速度越大。當(dāng)濕度低于鍍層金屬的臨界濕度時，溫度對鍍層的腐蝕速度影響較小。當(dāng)大于其臨界濕度時，溫度升高，腐蝕速度加快。GI和GF鍍層在腐蝕初期的三個階段腐蝕速度基本相同，而GL鍍層相對較小。大氣腐蝕是一個干-潮-濕交替的過程，從同一天不同時

3、間點和不同天同一時間點的R<,P>值的變化情況可以看出復(fù)雜性和不穩(wěn)定性是大氣腐蝕的重要特點。 干濕交替模擬實驗結(jié)果表明：在三種不同干濕交替實驗條件下，鍍層均處于濕期和潮期狀態(tài)，即電極表面的濕期時間(TOW)等于實驗時間。GI、GF和GL鍍層在整個腐蝕過程中腐蝕速度(Rp<'-1>值)隨著腐蝕的進(jìn)行逐漸減小，其中GI和GL鍍層易于發(fā)生局部腐蝕。三種鍍層表面富鋅相的腐蝕按照實驗時間分成三個腐蝕期，即局部腐蝕期(或氧化膜破壞期)-腐蝕

4、發(fā)展期-腐蝕抑制期。GI鍍層的平均腐蝕電流密度約是GF鍍層的1.7～3.1倍，是GL鍍層的6.3～9.3倍。干期時間越長，鍍層的平均腐蝕速度越小，鍍層越早進(jìn)入穩(wěn)定腐蝕期。 電化學(xué)阻抗測量-極化-馳豫實驗結(jié)果表明：三種熱浸鍍層按照不同相的腐蝕分為相應(yīng)的腐蝕階段。熱浸鍍GI鍍層的腐蝕分為四個階段：η相-ζ相-δ相-Γ相，其中耐蝕性最好的是ζ相，δ相和Γ相在理論上有更好的耐蝕性，但因在腐蝕過程中發(fā)生局部腐蝕而表現(xiàn)出較差的耐蝕性。熱浸鍍

5、GF鍍層的腐蝕分為三個階段：富鋅相(晶界)-共晶相-合金相，其中合金相具有最好的耐蝕性，在整個過程中鍍層以全面腐蝕為主。熱浸鍍GL鍍層的腐蝕分為三個階段：富鋅相-富鋁相-合金相。鍍層表面的氧化膜對鍍層有良好的保護(hù)性，在富鋅相腐蝕階段后，富鋁相腐蝕過程中由于鍍層發(fā)生了局部腐蝕導(dǎo)致鍍層的耐蝕性降低；從三種熱浸鍍層在海水中綜合耐蝕性評價來講，其耐蝕性大小順序為：GL>GF>GI。 電偶實驗結(jié)果表明：三種熱浸鍍鍍層相對于鋼基體來說，都是