稀土元素对桥梁缆索用热浸镀Zn-10Al镀层钢丝耐蚀性能的影响

通过双镀法制备Zn-10Al-xRE(x=0.05,0.08,0.11,0.14,0.17)五种热浸镀锌铝镀层,并利用中性加速盐雾试验、电化学实验及扫描电子显微镜(SEM)分析其腐蚀形貌及耐蚀性能。结果表明,五种镀层在中性加速盐雾试验下,可保证基体在120d以内不被腐蚀,而纯锌镀层在30d时已经出现红锈,证明Zn-10Al-xRE的耐蚀性能可达到纯锌镀层4~5倍。Zn-10Al-xRE镀层钢丝的耐蚀性能随稀土含量的上升先升高再降低,添加0.08%RE的Zn-10Al镀层耐蚀性最好。用SEM对120d盐雾试验下的镀层钢丝进行观察,可以看出纯锌镀层的腐蚀产物较为疏松,Zn-10Al-xRE的腐蚀产物较为致密,Zn-10Al-xRE中腐蚀产物大约分为韧窝状、球状及针片状,耐蚀性能最好的Zn-10Al-0.08RE镀层中含有大量韧窝状腐蚀产物。

桥梁缆索用高强度Zn-10%Al-RE合金镀层钢丝耐蚀性能研究与应用

对桥梁缆索用高强度纯锌镀层、Zn-5%Al-RE合金镀层和Zn-10%Al-RE合金镀层钢丝的镀层组织及耐蚀性能进行了对比研究。研究结果表明,Zn-10%Al-RE合金镀层由于Al含量的提高,镀层中Zn-Al共晶相的比例较Zn-5%Al-RE合金镀层更大,且具有更多耐腐蚀的富铝相,说明其具有更好的耐蚀性能。从电化学分析和中性盐雾试验结果来看,纯锌镀层的自腐蚀电流密度约为Zn-10%Al-RE合金镀层的3倍,不同时间下的中性盐雾腐蚀失重为纯锌镀层的3.9~5.7倍,说明其在同一腐蚀环境中的耐蚀性能至少能够达到纯锌镀层的3倍以上。

缆索用高强热浸镀锌及锌铝合金钢丝的性能

采用SEM、EDS、间歇式中性盐雾加速试验和电化学测试等对热镀锌和热镀锌铝合金高强度钢丝的镀层结构和耐蚀性能进行了对比研究。结果表明:镀锌层由疏松且耐腐蚀性较差的纯Zn相和Fe-Zn相组成,而锌铝合金镀层组织主要由均匀致密且耐蚀性较好的Zn-Al相和Fe-Zn-Al相组成;镀锌铝合金钢丝的耐蚀能力是镀锌钢丝的2~3倍,同时,在高应力下镀锌铝合金镀层对钢丝仍具有较好的防护作用。

斜拉索用高强度锌铝合金镀层钢丝用盘条技术研究

依托武汉青山长江大桥,并基于高碳钢盘条水浴冷却技术(EDC),系统开展了大跨度斜拉桥斜拉索用1860 MPa级高强度锌铝合金镀层钢丝的技术开发和国产化应用。通过对在线水浴处理(EDC)、斯太尔摩风冷处理(DP)和在线盐浴处理(DLP)盘条及生产的钢丝开展技术研究和生产实践,采用国产水浴处理盘条开发出了斜拉索用7 mm 1860 MPa高强度锌铝合金镀层钢丝,其扭转性能≥12次,替代了进口盘条,并实现了6000 t钢丝在大桥斜拉索上的应用。

伶仃洋大桥锌-铝-稀土合金镀层钢丝腐蚀-疲劳耦合试验研究

深中通道伶仃洋大桥主缆采用∅6 mm 2060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝,为了解腐蚀-疲劳耦合作用对该类型钢丝疲劳寿命的影响,对其进行试验研究。在钢丝试样常规疲劳试验的基础上,结合伶仃洋大桥主缆的承载特征和海洋环境下的服役特点,对腐蚀疲劳试验的方法进行比选,最终采用了干湿交替腐蚀-疲劳循环耦合试验的新方法,研究不同应力变幅下主缆钢丝的腐蚀疲劳寿命、腐蚀状态及断口形态。结果表明:由于腐蚀和疲劳循环耦合作用,∅6 mm 2060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝抗疲劳性能有所降低,其疲劳应力变幅越大,疲劳循环次数降低幅度越大。当应力变幅为360 MPa时,在相当于4倍以上常规热镀锌钢丝盐雾腐蚀试验时间的腐蚀下,钢丝表面锈蚀超过30%,其应力循环次数为197万次,接近200万次。