基于聚类和GBDT的镀锌钢卷力学性能预测

热镀锌钢卷力学性能影响因素之间关系复杂,限制了模型精度的提升。采用k-means算法利用化学成分属性对镀锌钢卷数据集进行聚类,将数据聚成三种模式簇实现样本的优选。利用梯度提升树算法,开展各模式数据集与不划分模式的全数据集下的力学性能建模研究,最后结合网格搜索与交叉验证方法进行模型参数优化。研究结果表明,分模式下模型MAE误差相比于全数据集建模平均减小0.85 MPa。参数优化后,各模式下MAE误差平均减少5.19 MPa,RMSE误差平均减少3.63 MPa,提高了预测模型精度。

安徽省电网用镀锌钢的大气腐蚀及其影响规律

为评估安徽省大气环境下电网镀锌钢构件的腐蚀状态,针对自然曝露1a、3a后的镀锌钢试样,利用SEM、EDS及XRD等表征手段开展腐蚀产物组成及其形貌测试,探讨其大气腐蚀机理;采用失重法获取镀锌钢试样的腐蚀速率,结合灰色关联分析,揭示主要环境因素对镀锌钢试样大气腐蚀速率的影响规律。结果表明,镀锌钢试样大气腐蚀产物为ZnO及少量的Zn_(5)(OH)_(6)(CO_(3))_(2)和Zn_(4)(OH)_(6)SO_(4);腐蚀层表面胞状凸起由层片状的Zn_(5)(OH)_(6)(CO_(3))_(2)、Zn_(4)(OH)_(6)SO_(4)构成,呈菊花状。腐蚀层结构致密,与镀锌层结合紧密,具有良好的保护性,镀锌钢腐蚀程度低。主要环境因素对安徽省域镀锌钢试样大气腐蚀速率影响程度排序为:温度>相对湿度>O_(3)>NO_(2)>PM_(2.5)>PM_(10)>SO_(2)。温度及大气相对湿度的影响较大,而SO_(2)的影响较小。

变形量对冷拉拔低碳镀锌钢丝力学性能的影响

冷拉拔低碳镀锌钢丝以良好的耐蚀性能、焊接性能、与力学性能协同匹配的良好综合性能和低廉的价格广泛应用于轻工业及建筑行业,其中变形量是影响其力学性能、生产成本及良品率的关键因素。通过显微组织分析、力学性能测定、断口观察,研究了Q235冷拉拔低碳镀锌钢丝不同变形量下的加工硬化过程,并分析了断丝及钢丝表面出现箭头状裂纹的原因。结果表明:真应变从0增加到2.41的过程中,抗拉强度、横纵截面硬度随应变量增加呈抛物线状增加,抗拉强度从586.8 MPa增加到1157.1 MPa,横截面硬度比纵截面增加了5.8 HV。塑性变形初期,加工硬化率最大,为364.7 MPa。真应变从0增加到1.91过程中,加工硬化率从364.7 MPa降低到162.2 MPa,真应变从1.91增加到2.41的过程中,加工硬化率又增加到了172.0 MPa。钢丝中存在CaO夹杂物是导致钢丝出现断丝和表面箭头状裂纹的主要原因。

暗棕壤中Cl-/SO42-质量比对镀锌钢和不锈钢腐蚀行为的影响

[目的]探究吉林地区暗棕壤中氯离子(Cl^(-))和硫酸根离子(SO_(4)^(2-))对典型接地材料腐蚀的影响。[方法]通过室内加速腐蚀试验考察不同Cl^(-)/SO_(4)^(2-)质量比下镀锌钢和不锈钢腐蚀速率的变化,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析金属腐蚀产物的变化,探讨镀锌钢和304不锈钢的腐蚀机理。[结果]低浓度SO_(4)^(2-)的存在会促进Cl^(-)对镀锌钢的点蚀,SO_(4)^(2-)浓度高则能减缓Cl^(-)对镀锌钢的腐蚀。但镀锌层厚度有限,在强酸性环境下会因为快速溶解而逐渐失去防腐作用。与镀锌钢相比,304不锈钢在暗棕壤中的耐蚀性更优,但其成本更高,并且304不锈钢的点蚀随着Cl^(-)/SO_(4)^(2-)质量比的增大而加剧。[结论]镀锌钢较适用于温和的中性土壤环境。304不锈钢比镀锌钢更耐腐蚀,但不适用于腐蚀性阴离子含量高的土壤环境。

运用大气腐蚀监测技术研究福建地区镀锌钢的大气腐蚀行为

[目的]对镀锌钢在福建省各地市大气环境下的腐蚀行为进行研究,探讨大气腐蚀监测(ACM)技术在评估镀锌钢大气腐蚀方面的实际意义和可靠性。[方法]采用ACM真实、准确地获取了镀锌钢的大气腐蚀数据,同时与户外挂片法进行比较。[结果]与户外挂片法相比,ACM技术能够实时得到温度、潮湿时间、腐蚀量等数据,保证了镀锌钢腐蚀数据的可靠性。[结论]潮湿时间是影响福建省内陆地区镀锌钢腐蚀的关键参数,而影响福建沿海地区镀锌钢腐蚀速率的主要因素是离海距离。

镀锌钢耐腐蚀性能在线快速检测装置及其应用

[目的]传统的镀锌钢耐蚀性检测方法(如人工盐雾腐蚀试验或实际环境暴露试验)存在试验周期长的问题。开发一种能够快速检测镀锌钢耐腐蚀性能的设备和方法对于提高检测效率具有重要意义。[方法]自行设计了用于连续在线快速检测镀锌钢耐蚀性的装置。该装置由加液装置、腐蚀反应系统和测试系统构成,检测过程主要包括腐蚀反应、自动进样、连续采样和吸光度分析。[结果]该装置能够在数小时内完成镀锌钢耐腐蚀性能的检测,显著缩短了测试时间,并且测试结果与中性盐雾试验结果基本一致。[结论]该装置操作简单,能够快速评估镀锌钢的耐蚀性,具有广阔的应用前景。

Q235钢和热镀锌钢在棕壤土环境中的腐蚀行为研究

为研究接地网设备常用金属材料Q235钢和热镀锌钢在棕壤土环境中的初期土壤腐蚀行为,在湖北襄阳地区选取东津、乔营站内外共4个土壤腐蚀实验点进行实验,采用宏观形貌分析、微观形貌分析、腐蚀产物分析和电化学测试等手段进行试样分析。形貌分析结果表明,襄阳土壤环境中碳钢试样腐蚀1 a后表面为非均匀腐蚀,可见明显的麻坑状腐蚀坑,镀锌钢材料未见明显红锈且表面镀锌层未被破坏。腐蚀产物分析表明,襄阳地区棕壤土为高含水率的碱性土壤,Q235钢土壤埋地试样1 a后表面锈层的主要成分铁氧化物和微量的SiO_(2),镀锌钢表面腐蚀产物主要为锌氧化物和微量SiO_(2)。腐蚀速率与土壤理化性质相关性分析结果表明,在襄阳土壤环境中,2种试样土壤腐蚀速率与土壤理化性质均呈正相关,其中土壤pH值对土壤腐蚀速率影响最为显著。电化学结果表明,镀锌钢表面镀锌层为基材提供良好的保护性,镀锌钢的腐蚀电流密度较Q235钢小1~2个数量级。综上,在襄阳地区棕壤土环境中镀锌钢材料较Q235钢材料表现出更为优异的耐蚀性,值得注意的是,该地区土壤pH值显著影响镀锌钢材料的土壤腐蚀速率。

镀锌钢表面状态对镁/镀锌钢MIG焊焊接性的影响

镁/镀锌钢复合结构件设计和使用可有效降低结构和车身质量,是汽车轻量化发展的热门研究方向之一。为了揭示镁/镀锌钢MIG焊中镀锌层的作用,通过对比未处理、硝酸腐蚀、机械打磨3种镀锌钢表面状态所得MIG焊接头的焊缝成形、界面组织、显微硬度和耐蚀性,开展了镀锌钢表面状态对镁/镀锌钢MIG焊焊接性的影响的研究。研究结果表明:镀锌层的存在有利于改善液态镁合金在钢表面的润湿铺展性,有利于界面区的氧化物夹杂的溢出,促进界面反应进行和界面过渡层的形成,且部分Zn元素可进入焊缝区参与焊缝合金化,因此镀锌钢未处理时所得接头焊缝成形美观,界面过渡层均匀连续,无焊接缺陷产生,焊缝区硬度升高,界面区耐蚀性最佳。在此基础上建立了镁/镀锌钢MIG焊中镀锌层的作用模型,可为揭示镁/镀锌钢焊接机理、改善镁/镀锌钢焊接性,以及提高镁/镀锌钢焊接质量提供一定的理论支持,具有重要的研究意义和应用价值。

新型无铬钝化剂处理热浸镀锌钢的耐腐蚀性能研究

为研究新型无铬钝化剂对热浸镀锌钢的钝化效果,以有机硅改性丙烯酸树脂、水性复合有机聚硅氧烷、改性纳米二氧化硅为主要成分,制备无铬钝化剂。利用扫描电子显微镜、X射线能谱仪表征钝化膜的表面形貌和元素组成。同时,通过电化学工作站测量不同钝化时间试样的Tafel极化曲线和阻抗,评估新型无铬钝化剂的钝化效果。结果表明,经新型无铬钝化剂钝化的镀锌钢的耐腐蚀性能显著提升。钝化前,镀锌钢试样的拟合阻抗值为1104.8Ω‧cm^(2);钝化120 s后,试样的阻抗值为6697.3Ω‧cm^(2)。钝化360 s后,在钝化过程中形成较多的颗粒相,导致钝化膜破碎,耐腐蚀性能降低。

马鞍山公铁两用长江大桥正进行镀锌钢绞线斜拉索安装

2024年7月29日,位于安徽省当涂县境内的巢马铁路马鞍山长江公铁大桥副汉航道桥施工现场,工人们正进行镀锌钢绞线斜拉索安装。作为巢马城际铁路控制性工程,该航道桥全面进入斜拉索安装阶段,也是在世界桥梁史上首次成功应用强度最高的2100MPa耐候钢绞线斜拉索。

镀锌钢腐蚀行为的研究进展

镀锌是保护钢铁腐蚀最经济有效的方法之一,研究镀锌钢在不同环境中的腐蚀规律、腐蚀机理和腐蚀特性显得尤为重要。综述了镀锌钢发生电化学腐蚀的基本原理及其在大气、海水和钢筋混凝土介质中的腐蚀行为,同时叙述了pH值、温度和Cl-等环境因素对镀锌钢腐蚀性能的影响。

锌和镀锌钢的稀土表面改性

通过在Ce(NO_3)_3水溶液中对锌和电镀锌钢进行化学转化(钝化)处理,在试样表面形成了铈转化膜。利用电子探针显微分析(EPMA)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等研究了转化膜的形貌、成分和结构,探讨了锌表面铈转化膜的形成机理。在氯化钠溶液中测定了试样的腐蚀率、极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)等腐蚀性能参量,并与未钝化和普通铬酸盐钝化试样的情况作了对比。结果表明,本实验得到的锌表面稀土转化膜主要是由CeO_2、Ce_2O_3和ZnO组成的复合氧化物膜,铈转化膜的存在阻碍了锌在电化学腐蚀过程中的阴极反应和阳极反应,导致电荷传递电阻增大,腐蚀率降低。在一定条件下,铈转化膜对锌和镀锌钢的肪蚀效果优于铬酸盐转化膜。

海水中Zn(OH)_2对镀锌钢腐蚀行为的影响

将镀锌钢试样浸入饱和Zn(OH)2海水溶液中以模拟腐蚀环境,采用失重法、扫描电镜(SEM)、极化曲线和交流阻抗谱研究了海水中Zn(OH)2对镀锌钢腐蚀行为的影响。结果表明:电极表面上由于腐蚀产物Zn(OH)2的吸附,镀锌层的膜结构遭到破坏,随着浸泡时间的延长,镀锌钢表面发生腐蚀反应时的电荷转移电阻逐渐减小,自腐蚀电流密度逐渐增大,腐蚀产物Zn(OH)2的吸附诱导了镀锌层表面点蚀的发生。

镁/镀锌钢异种合金单、双光束激光熔钎焊特性

以镁焊丝为填充材料,对镁/镀锌钢异种合金进行单、双光束激光熔钎焊试验研究,分析不同工艺参数对焊缝成形的影响规律,获得不同热源作用方式下的界面形态规律及其对界面强度的影响。结果表明:采用单、双光束进行填丝熔钎焊均可获得较满意的外观成形;单光束容易存在未钎合现象,焊接过程不够稳定,而双光束具有更好的温度分布,容易提高润湿铺展能力。剪切强度测试结果表明,单、双光束最大的接头效率分别达到30.9%和42.4%,焊趾处裂纹的存在是导致接头失效的主要原因。

模拟酸雨溶液中应力对镀锌钢绞线腐蚀行为影响

通过Tafel直线外推法研究不同应力作用下斜拉桥拉索镀锌钢绞线在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为,采用SEM、XRD、DTA-TG表征钢绞线镀锌层腐蚀后表面形貌、腐蚀产物理化性质.结果表明,随着应力增加,镀锌钢绞线极化电阻变小,腐蚀电流密度增大,且在1120MPa应力作用下镀锌钢绞线腐蚀电流密度达最大值,为无应力作用下腐蚀电流密度的7倍;镀锌层发生局部电化学腐蚀,腐蚀后表面出现少量蚀坑,腐蚀产物填满这些蚀坑,覆盖于镀锌层表面,生成的白色腐蚀产物主要是ZnSO4.H2O.

pH值和温度对镀锌钢在模拟锈层溶液中电化学腐蚀行为的影响

应用极化曲线和电化学阻抗技术,结合扫描电子显微镜方法,测试镀锌钢在模拟锈层溶液中pH值和温度对镀锌钢电化学腐蚀行为的影响作用。结果表明,镀锌钢在强碱性的模拟锈层溶液中处于钝态,其耐蚀性能随着pH值的升高而增大。温度为0～40℃时,镀锌钢的腐蚀速率变化不大,当温度升高到60℃时,腐蚀速率急剧增大。

模拟地热水中碳钢和镀锌钢管的腐蚀结垢规律

针对地热能源利用过程中钢管材料出现的腐蚀结垢问题,模拟中部平原地热水的环境条件,探讨了地热水的结垢趋势以及20#钢、镀锌钢在80℃、65℃、50℃下的腐蚀和结垢规律。结果表明,在模拟地热水中,65℃、50℃试验条件下,20#钢表面形成的腐蚀结垢产物疏松,导致其腐蚀速率较快;而镀锌钢表面的锈垢混合物致密,有效减缓了镀锌钢的腐蚀速率。在80℃试验条件下,镀锌钢在模拟地热水中的表面电位较正,镀锌层失去阴极保护作用,从而加速了钢铁的腐蚀。

硅酸钠封闭后处理对磷化热镀锌钢耐蚀性的影响

将热镀锌钢板磷化后再用硅酸钠(水玻璃)溶液封闭后处理,以进一步提高磷化膜的耐蚀性.用SEM、EDS、NSS试验和电化学极化测量研究了硅酸钠封闭后处理对磷化膜组成和耐蚀性的影响.结果表明,经硅酸钠封闭处理后,磷化镀锌钢板表面磷酸锌晶体间的孔隙被含Si、P、Zn的新膜填补,形成了连续完整的复合膜;复合膜的耐蚀性能明显提高,且与硅酸钠溶液的浓度及封闭时间有关;硅酸钠浓度为5 g/L、封闭10 min时形成的复合膜的耐蚀性最佳,NSS试验6个周期(天)后仍不出现腐蚀;试样的阳极极化和阴极极化阻力均显著增强,腐蚀电流密度明显减小,极化电阻增大了一个多数量级.

热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能

热镀锌钢板上单一的铈盐、硅烷钝化膜有一些缺点,对提高其耐蚀性作用不大。为此,将热镀锌钢板先经铈盐溶液处理,再用乙烯基三甲氧基硅烷溶液浸渍,获得了铈盐/硅烷复合钝化膜。采用扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)研究了复合膜层的表面形貌、结构特性和耐蚀性能。结果表明:硅烷膜能较好地填充铈盐转化膜中的裂纹,铈盐/硅烷复合膜层连续、完整、致密,厚400～450 nm,与基体结合较好,复合膜中硅烷膜/铈盐转化膜/锌基体的化学成分呈连续的梯度变化;与热镀锌钢相比,单一铈盐转化膜、硅烷膜的交流阻抗值增加了1个多数量级,复合膜的则增加了约2个数量级,复合膜层的耐蚀性较单一膜层显著增强,且优于常规铬酸盐钝化膜。

Si和Cu元素对铝-镀锌钢GTAW接头性能的影响

通过填加4种不同的焊丝,在焊缝中加入不同含量的Si,Cu元素,进行了5A02铝合金和镀锌钢板之间异种金属的钨极氩弧焊(GTAW)搭接试验.试验发现Cu元素含量高于一定值时,金属间化合物层厚度大于10μm,而当Cu元素含量较低时,随着Si元素加入量的增加,金属间化合物层的厚度减小,最小约为2μm.当Si元素含量大于5%时,抗拉强度接近136 MPa.但此时,制约焊缝性能的主要因素是焊缝根部出现的气孔聚集缺陷.另外,Si元素的加入还可以改善焊缝与铝合金母材连接处柱状晶区的组织.