Zn-Al-Mg-RE涂层在含SRB海水中的耐腐蚀性与机理

利用高速电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备Zn-Al-Mg-RE涂层,采用环氧改性有机硅树脂对涂层进行封孔,在含硫酸盐还原菌(SRB)海水中浸泡后,采用EIS,PC等方法研究Zn-Al-Mg-RE涂层在SRB一个生长周期内的腐蚀行为,并对涂层进行表面微观形貌和化学成分分析,探讨其腐蚀机理。结果表明:封孔和未封孔的Zn-Al-Mg-RE涂层在含SRB海水中的腐蚀速率均呈先增大后减小的趋势;封孔后Zn-Al-Mg-RE涂层的耐腐蚀性得到较大提高。经过浸泡后的Zn-Al-Mg-RE涂层表面覆盖了一层微生物和腐蚀产物组成的混合物层和钝化膜层,避免了涂层进一步遭受损坏。

Zn-Al-Mg-RE涂层自封闭特性在复合涂层中的作用机制

通过铜加速醋酸盐雾腐蚀试验,研究了自封闭特性在Zn-Al-Mg-RE高速电弧喷涂层与舰船涂料结合成防腐复合涂层中的作用。经过480h的试验,在基体上直接涂装涂料的试样表面的划痕里充满了铁锈,而中间喷有高速电弧喷涂层的试样表面划痕里只有少量的白锈。这说明在腐蚀环境中,Zn-Al-Mg-RE高速电弧喷涂层表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物堵塞,生成的腐蚀产物非常致密,能够阻止缺陷处继续被腐蚀。从试验结果可知在复合涂层体系中,高速电弧喷涂层的自封闭特性起到了积极的作用。

Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-RE合金镀层耐腐蚀性能

采用连续镀锌模拟机进行Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-RE合金镀层的试验,对于不同试验条件下的镀层试样进行了耐蚀性研究。结果表明,Zn-Al-Mg合金镀层和Zn-Al-Mg-RE合金镀层耐腐蚀性能较好,合金体系中的镁元素是影响Zn-Al-Mg合金镀层组织及成分分布的主要因素,RE元素可以改善镁元素在镀层中的分布。

New pattern Zn-Al-Mg-RE coating technics for steel structure sustainable design

Based on the advanced integrated technology of materials preparation and formation, a new pattern Zn-Al-Mg-RE anti-corrosion coating for steel structure sustainable design was manufactured by cored wires and high velocity arc spraying (HVAS) technologies. The developments of thermally sprayed coatings for steel structure protection were described. Based on Al, Zn, Zn-Al and Zn-Al-Mg coatings, the anti-corrosion properties of new-pattern Zn-Al-Mg-RE coating were evaluated through electrochemical methods including electrochemical polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) coupled with SEM and XRD. The models of Zn-Al-Mg-RE coating undergoing corrosion with the initial pinhole defect and the latter with accelerated products were also discussed. The results show that Zn-Al-Mg-RE coating exhibites excellent corrosion resistance for long-term immersion, which is helpful for the sustainable design of steel structure in aggressive corrosion conditions. And the corrosion products seem to possess certain self-sealing function.

钢绞线用Zn-Al-Mg-RE合金镀层钢丝

对合金化镀层钢绞线的研究成果进行综述 ,对合金镀层性能进行测试。电化学测试表明合金镀层钢丝电极极化阻力远大于热镀锌镀层钢丝电极极化阻力 ,而其电极的自腐蚀电流仅是热镀锌钢丝电极的 1/ 3左右 ;醋酸盐雾试验表明 ,合金镀层腐蚀失重比热镀锌镀层腐蚀失重低 16 %;中性盐雾试验表明 ,合金镀层钢绞线的耐盐雾腐蚀能力强于热镀锌层钢绞线 ,其腐蚀失重较镀锌钢绞线小 40 %。

热喷涂Zn-Al-Mg-RE涂层组织及耐蚀性能研究

采用高速电弧喷涂(HVAS)及粉芯丝材技术制备了Zn-Al-Mg-RE涂层。结合SEM、XRD、电位-时间曲线及极化曲线等试验方法对涂层腐蚀前后表面形貌、相组成、电化学腐蚀性能进行了表征和测试。结果表明,制备的Zn-Al-Mg-RE涂层组织致密,与基体结合良好,涂层中存在提高耐蚀性的尖晶石氧化物;涂层腐蚀过程中,表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物有效堵塞,从而阻止腐蚀反应的进行,其自封闭特性起到了积极作用。

Zn-Al-Mg-RE涂层与有机涂层协同性的研究

采用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备Zn-Al-Mg-RE涂层后涂装海洋防腐有机涂层,构建一种新型的长效防腐复合涂层。同时,在Q235钢基体和高速电弧喷涂Al涂层表面涂装该有机涂层作为对比试样,观察了在5wt%NaCl溶液中常温浸泡212天后各体系微观孔隙处腐蚀产物的微观结构,用电化学交流阻抗谱技术研究了微观孔隙形成过程中金属涂层与有机涂层之间的协同性。结果表明,Zn-Al-Mg-RE涂层体系微观孔隙中形成的腐蚀产物微观结构致密;Zn-Al-Mg-RE涂层与该有机涂层具有最好的协同性。

一种用于研究腐蚀环境中Zn-Al-Mg-RE涂层自封闭特性的新方法

采用自主研发的装置结合离子色谱仪研究了Zn-Al-Mg-RE涂层的自封闭特性,同时通过SEM观察了该涂层腐蚀前后表面腐蚀产物的微观形貌.结果表明:随着腐蚀时间的增加,单位时间氯离子渗透通过Zn-Al-Mg-RE涂层的量不断地降低,超过504 h后,单位时间氯离子渗透通过该涂层的量几乎为零;此时涂层表面被非常致密的腐蚀产物所覆盖.由此说明本文的研究方法能够更直观的证明Zn-Al-Mg-RE金属涂层具有自封闭特性.

Zn-Al-Mg-RE高速电弧喷涂工艺过程的氧化行为分析

为分析高速电弧喷涂工艺制备Zn-Al-Mg-RE防腐涂层的氧化行为,通过XRD、SEM和EDS试验探究了喷涂工艺对该涂层氧化物的组成、含量及其形态的影响规律,并测试了涂层的中性盐雾腐蚀性能。结果发现:该涂层具有典型的层状结构特征,在相互叠加的扁平颗粒之间有很薄的氧化物膜,同时在扁平颗粒的内部也非均匀地分布着富氧化物区,XRD显示这些氧化物主要为ZnO2和尖晶石结构的ZnAl2O4与MgAl2O4等。分析认为:喷涂时液态金属熔滴在高速气流剪切力作用和反应热梯度作用下,加剧了Zn-Al-Mg-RE熔滴的氧化,这些交错分布的氧化物对合金相产生了较好的屏蔽效果,从而提高了涂层的耐蚀性能。

时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu挤压棒材组织和性能的影响

研究了时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu挤压棒材组织和性能的影响。结果表明,合金经双级+再时效、回归再时效和非等温时效处理后,均获得了优于T73时效处理的抗晶间腐蚀性能,最大腐蚀深度由70μm分别降至19、48和30μm。合金经过双级+再时效处理后,获得了与回归再时效和非等温时效处理样品相近的抗拉强度和屈服强度,而抗晶间腐蚀性能明显优于回归再时效和非等温时效。合金经T73、双级+再时效、回归再时效和非等温时效处理后,晶界析出相平均尺寸分别为27.7、39.2、31.6和25.5 nm,基体沉淀相平均尺寸分别为8.1、10.2、10.9和11.0 nm。

不同体系中缺陷大小对有机涂层失效形貌的影响

分别在刷涂于铁基体、A l电弧喷涂层和Zn-A l-Mg-RE电弧喷涂层表面的有机涂层中制备了大小不同的人工缺陷,观察了各体系进行电化学交流阻抗(EIS)测试后有机涂层的失效形貌及缺陷处腐蚀产物的微观结构,并分析了各体系的失效机制。结果表明,对于在铁基体和A l电弧喷涂层表面刷涂有机涂层体系,缺陷尺寸越小,有机涂层失效越严重,主要是因为缺陷大小影响腐蚀产物向腐蚀介质中的扩散造成的;对于在Zn-A l-Mg-RE电弧喷涂层表面刷涂有机涂层的体系,缺陷尺寸大小对有机涂层失效形貌的影响不大,主要是因为在人工孔隙中生成了微观结构致密的腐蚀产物造成的。

热浸镀铝锌硅镁稀土合金偏析的原因分析及措施

分析了影响热浸镀铝锌硅镁稀土合金成分偏析的原因,得出结论,在合金中各元素含量一定的条件下,合金锭的锭重、锭型以及冷却方式和强度是影响合金成分偏析程度的主要因素。提出了最佳生产工艺方案,即锭模宽厚比应在8以上,雾化喷水量1.0~1.2 kg/kg合金,喷雾时间5~6 min,喷淋喷水量2.0~3.0 kg/kg合金,喷淋时间15~20 min。方案实施后,有效地控制了合金锭元素偏析,生产的铝锌硅镁稀土合金锭化学成分较为均匀,外观质量优良。

钇及混合稀土对镁铝锌合金组织与性能的影响

探讨了钇和混合稀土对不同铝锌比的镁铝锌合金的显微组织、时效析出以及常温拉伸性能的影响。添加稀土元素之后 ,镁铝锌合金的铸态组织得到细化 ,并在显微组织中形成铝的稀土相 ;合金的时效峰值稍有提高 ,时效峰值的出现时间因为稀土元素的添加而有所滞后。添加稀土元素使镁合金的室温拉伸性能得到提高。

微量Er对高强铝合金组织与性能的影响

借助力学性能测试和光学金相(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与能谱(EDS)的观察和分析,研究了微量Er对高强铝合金Al-6Zn-2Mg的力学性能、微观组织结构、时效硬化特性及再结晶行为的影响。结果表明:Er能非常显著地细化合金的晶粒组织,这是因为初生Al3Er作为非均质形核核心,能提高形核率,从而有效地细化晶粒;Er能够较大幅度地提高合金的拉伸力学性能,细晶强化与析出强化是合金的主要强化机制;Er可加快合金的时效进程,提高时效强化效果;同时,Er可以抑制合金再结晶,提高再结晶温度,这是由于细小的二次Al3Er质点钉扎位错和亚晶界而引起的。

稀土Ce对Zn-Al-Mg合金组织和耐蚀性能的影响

以Zn-Al-Mg合金为基体,加入不同比例的稀土Ce熔炼成Zn-Al-Mg-Ce合金。通过热处理细化合金组织后,在wNaCl=3.5%的溶液(25℃)中进行极化曲线测量和浸泡腐蚀试验,采用金相显微镜和电子探针观察其显微组织变化和腐蚀形貌。结果表明,稀土Ce可以显著地细化Zn-Al-Mg合金组织,并随着wCe的增加,合金晶粒变小。在wNaCl=3.5%常温溶液中,稀土Zn-Al-Mg-Ce合金的自腐蚀电流比Zn-Al-Mg合金自腐蚀电流要小;当wCe=0.35%时,自腐蚀电流最小,合金的耐蚀性能最好;当wCe=0.64%时,自腐蚀电流变大,合金耐蚀性降低。稀土Ce的最佳含量为0.35%。

退火温度对Al-Zn-Bi-Mg-RE合金电化学性能的影响

采用金相显微镜、恒电流法、动电位极化法和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了退火温度对Al-Zn-Bi-Mg-RE阳极合金微观组织和电化学性能的影响。结果表明:随退火温度的升高,合金的晶粒有长大的趋势,体积也逐渐球化,第二相弥散均匀分布于晶界和晶内;合金的电流效率提高,开路电位正移,工作电位更加稳定;在一定热处理温度范围内,随温度的升高,合金的电化学性能有所改善,经510℃×4 h保温并炉冷后的试样综合性能最好。

强变形诱导析出相回归后的再时效行为

利用透射电镜和硬度测量实验手段,研究了强变形诱导析出相回归后的合金在再时效过程中的组织、性能变化。发现:多相合金Al Zn Mg Cu经固溶、时效处理后,析出相粒子在强变形过程中破碎细化并可重新回归于基体内。强变形导致回归后的合金在再时效处理时可再次沉淀析出第二相粒子,但析出相的析出顺序与强变形后合金的晶粒尺有相关,当晶粒细化到某一临界尺寸以下时,析出顺序发生改变,非均匀形核的平衡相可抑制GP区、η′亚稳相等前期粒子的析出。

RE对Zn-Al-Cu-Mg合金组织和力学性能的影响

研究了不同RE含量(0、0.04%、0.05%、0.06%)对锌合金显微组织、力学性能及耐蚀性的影响。在Zn-Al-Cu-Mg合金中加入适量的RE能阻止树枝晶长大,细化晶粒,并能改善合金的力学性能。当RE的加入量为0.05%时,合金的抗拉强度提高了11.8%,伸长率提高了1.75倍,硬度提高了5.6%。加入适量的RE后合金的耐蚀性能也有所提高。

含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的回归再时效处理制度

采用透射电镜分析、力学拉伸性能测试和电导率测试,研究不同回归再时效(RRA)处理制度对含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响。结果表明:采用120℃,24h预时效+180℃,30min回归处理+120℃,24h终时效的RRA处理工艺,可以使合金获得理想的力学性能和抗应力腐蚀性能;与T6态相比,该工艺获得的合金强度仅略微下降,而电导率则大大提高;含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金经RRA处理后,晶内含大量均匀细小的η′相和少量的η平衡相,合金晶界处的平衡相粗化明显,呈现断续、孤立分布;与T6态处理的合金相比,无沉淀析出带变宽;其晶内析出相与T6峰值时效态的类似,晶界组织与双级过时效态的组织类似。

Al-4.3Zn-1.4Mg合金均匀化处理工艺研究

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析,研究了Al-4.3Zn-1.4Mg合金的铸态组织以及铸锭经不同均匀化制度处理后的微观组织。结果表明,Al-4.3Zn-1.4Mg合金的铸态组织中主要存在T相、Mg2Si相和AlFeMn相三种结晶相;铸锭过烧温度为479℃;铸锭经均匀化处理后,T相及Mg2Si相均回溶入基体,而主要含AlFeMn的过剩结晶相仅发生部分溶解。