拉伸应变对锌铝镁镀层裂纹及耐蚀性的影响

锌铝镁镀层钢板作为重要的耐蚀材料,在使用过程中需要进行各种加工变形,研究变形量对镀层形貌及耐蚀性能的影响至关重要。本文以镀层重量为275 g/m^(2)的Zn-1.6%Al-1.4%Mg镀层钢板为研究对象,进行10%、20%的拉伸应变,扫描电镜(SEM)和金相(OM)观察镀层形貌显示裂纹宽度和密度随着拉伸应变量的增长而升高,10%应变试样裂纹宽度为9.5μm,而20%应变时裂纹宽度达到15.4μm,两者均有部分裂纹贯穿镀层达到基板,含有MgZn2相更多的二元共晶相成为裂纹的起源。电化学试验和中性盐雾试验表明,随应变量增大,镀层腐蚀电流增大,腐蚀失重加大,盐雾试验出红锈时间缩短。裂纹加速了腐蚀初期电化学反应进程。

热基锌铝镁镀层钢切边初始腐蚀机理和保护性能研究

以低铝低镁型Zn1.5Al1.1Mg热基锌铝镁镀层板为研究对象,采用SEM、EDS、XRD等方式,明确了低铝低镁锌铝镁镀层板其切边的初始腐蚀机制,并通过SEM、XRD对浸泡实验和循环腐蚀实验后的试样其切边处的腐蚀产物种类和形貌进行分析,研究锌铝镁镀层对其切边处的保护性能。结果表明:锌铝镁镀层其切边是由纯Zn相、Zn-MgZn_(2)二元共晶、Zn-MgZn_(2)-Al三元共晶3种组织构成;含有MgZn_(2)相的三元共晶和二元共晶在锌铝镁切边的腐蚀初期通常作为腐蚀萌生点,进而扩展到整个镀层;在锌铝镁镀层切边的长期腐蚀过程中,Zn元素起到主要保护作用,游离的Zn^(2+)通过形成碱式碳酸锌[Zn_(5)(OH)_(6)(CO_(3))_(2)]和碱式氯化锌[Zn_(5)(OH)_8Cl_(2)·H_(2)O]在镀层切边处堆积,阻碍腐蚀介质的纵向扩展,当其转变为多孔氧化锌时,镀层保护失效,切边受到破坏。

国内外锌铝镁镀层钢板的研究现状及未来市场前景

与镀锌板和镀锌铝板相比,锌铝镁镀层产品具有高耐蚀性、切边保护性和加工成形性,可以取代传统钢板,因此锌镁铝镀层钢板有更好的应用前景。本文介绍了国内外和国外相关车企锌铝镁镀层钢板的产品标准,并介绍了国内外钢铁企业对锌铝镁镀层钢板的开发情况。阐述了锌铝镁镀层钢板在公路、建筑、汽车、光伏光热、彩涂板、家电方面的应用实例,展望了锌铝镁镀层钢板的发展前景。

光伏用高耐蚀锌铝镁镀层产品开发

包钢锌铝镁产线改造后,对光伏用高耐蚀锌铝镁镀层产品进行了开发和试制。开展了锌铝镁产品镀层的组织结构分析、锌铝镁镀层产品的中性盐雾试验以及镀层表面缺陷分析和控制研究。分析结果表明包钢锌铝镁镀层产品其镀层组织是由富Zn相、Zn/MgZn_(2)/Al三元共晶相和Zn/MgZn_(2)二元共晶相构成,Al、Mg元素在镀层中均匀分布;中性盐雾试验表明包钢生产的锌铝镁镀层产品具有良好的耐腐蚀性能、加工成形性能以及切口自愈能力。试制结果表明包钢锌铝镁产线工艺控制稳定,锌铝镁镀层产品实现了稳定批量生产,产品的合格率达到95.33%,成材率达到了97.84%,各项性能均满足技术条件要求。

锌铝镁镀层汽车钢板CMT焊接性能研究

为了研究锌铝镁镀层钢板焊接性能,本文介绍了对DC53D+ZM钢板进行CMT焊,并在焊后进行力学性能分析、显微观察及硬度测试,为实际汽车生产过程中锌铝镁镀层钢板的使用及焊接状态的选择提供参考。

锌铝镁镀层在NaCl体系中的腐蚀行为

为探讨铝、镁合金元素含量对于锌合金镀层组织及其在NaCl体系中腐蚀行为的影响,采用SEM、XRD等试验方法,研究了铝、镁成分对锌合金镀层显微组织和物相组成的影响,采用极化曲线、交流阻抗测试技术,研究了Z6A3 M、Z1.6A1.6 M锌铝镁镀层在NaCl体系中的腐蚀行为。结果表明,锌铝镁镀层的腐蚀电位与纯锌镀层(GI)相当;Z6A3 M、Z1.6A1.6 M、GI的极化阻力分别为1 305、1 163、520.7Ω.cm2,锌铝镁镀层极化阻力较GI高出约1倍;Z6A3 M、Z1.6A1.6 M、GI的Warburg参数分别为0.001879、0.001496、0.01416 S/s0.5,锌铝镁镀层Warburg阻抗较GI高出约1个数量级;盐雾试验条件下,GI相对耐蚀性为1时,Z6A3 M、Z1.6A1.6 M相对耐蚀性分别为5.6、5.9,锌铝镁镀层相对耐蚀性约为GI的6倍;铝、镁提高锌合金镀层耐蚀性的原因在于降低了锌的溶解速度和降低了扩散速度。

锌铝镁镀层钢板的研究进展

介绍了近年来锌铝镁镀层钢板的发展情况,综述了其镀层结构特点及性能的研究进展,探讨了锌铝镁镀层钢板的应用前景。锌铝镁镀层钢板具有相似的镀层结构,其表面具有纳米特征。锌铝镁镀层钢板的耐蚀性是镀锌钢板的4倍,且具有自愈性,优良的耐膜下腐蚀性、成形性和焊接性能,是一种新型长寿命、能源资源节约型钢铁材料。

锌铝镁镀层钢丝抗滑移性能测试及螺栓预紧力分析

通过锌铝镁合金镀层钢丝及锌铝合金镀层钢丝主缆的索夹抗滑移试验,测得锌铝镁合金镀层钢丝-索夹界面的摩擦因数为0.26,与锌铝合金镀层钢丝-索夹界面的摩擦因数相差不大,可满足相关规范要求。根据高强度钢丝的泊松比推导了主缆在应力状态下的直径变化,推算出桥面架设过程中索夹螺栓预紧力的衰减。结果表明,主缆轴力的增加对主缆直径的影响较大,会使螺栓预紧力产生约10.5%的衰减。

冷却速度对锌铝镁镀层组织及耐蚀性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电化学工作站、中性盐雾试验等手段研究了3种不同冷却速度(5℃/s、10℃/s和20℃/s)对锌铝镁镀层组织及耐蚀性能的影响。结果表明:热浸镀获得锌铝镁镀层截面组织由块状富Zn相、Zn-MgZn2二元共晶相和细小的Zn-MgZn2-Al三元共晶相组成;随着冷速的提升,锌铝镁镀层表面富锌相的晶粒尺寸逐步减小;冷速10℃/s下获得的锌铝镁镀层断面中的富锌相尺寸较小;冷速10℃/s下获得的锌铝镁镀层的耐蚀性较好。

热镀锌铝镁镀层的切边保护性能和耐腐蚀机理

采用SEM观察了成分不同热镀锌合金镀层的微观结构和镀层腐蚀后的表面形貌,用电化学和循环腐蚀试验分析镀层钢板的腐蚀行为和耐蚀性能,并用XRD分析镀层表面腐蚀产物的相组成。结果表明:热镀锌铝镁镀层中Al、Mg及Zn2Mg相的存在可以使镀层表面形成稳定的化合物,降低电化学试验时镀层的电流密度和溶解速度;镀层中的共晶相可以使Mg元素在镀层中均匀分布,从而抑制阴极反应;镀层腐蚀后形成的Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O是不溶性的胶状腐蚀产物,可以有效隔断镀层与外界物质间的电子传输。腐蚀初期,Zn2Mg优先溶解,为腐蚀产物提供足够的Mg元素,部分Mg元素进入Zn的腐蚀产物中,形成Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn4CO3(OH)6·H2O。而Al3+和Mg2+的存在可以降低镀层中Zn4CO3(OH)6·H2O脱水形成无保护作用Zn O的趋势,增加Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O等腐蚀产物的量,且Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn4CO3(OH)6·H2O填充于腐蚀缝隙中可以进一步阻止腐蚀的发生,使得镀层表面获得更低的电位,因而对阳极的分层扩散驱动力变小,降低切边部位在长期腐蚀中的溶解情况,提高镀层的耐蚀性能和切边保护性能。

锌铝镁镀层板的形貌分析

为找出锌铝镁150 g镀层产品的不足,以对后续生产工艺进行调整,针对某钢铁公司碳钢薄板厂镀锌生产线生产的锌铝镁150 g镀层产品(SCS)及新日铁公司的锌铝镁产品(ZAM)、铝镁锌产品(SD)的镀层采用透射电子显微镜对其形貌进行了观察分析,发现在镀层中存在Al、Zn及Zn2Mg的三元共晶组织。通过分析镀层深度10μm内的镀层形貌,比较了ZAM与SCS镀层整体形貌的差异,并对3种产品表层下10μm内镀层形貌的整体架构进行了分析。

锌铝镁镀层于3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的研究

使用扫描电镜及扫描探针分析了锌铝镁镀层的表面形貌及成分,使用X射线光电子能谱仪及电化学技术分析了锌铝镁镀层腐蚀产物的化学组成、电化学性能,对锌铝镁镀层的耐蚀机制进行了探讨,结果表明:锌铝镁镀层主要由初生锌相、富铝相及共晶组织组成,Mg元素主要分布于共晶组织中。在3. 5%NaCl介质腐蚀过程中,锌镀层腐蚀产物主要由Zn5(CO3)2(OH)6及ZnO组成,锌铝镁镀层腐蚀产物主要由Mg(OH)2、4MgCO3·Mg(OH)2及Zn5(CO3)2(OH)6组成。锌镀层腐蚀产物电荷传输电阻逐渐降低,而锌铝镁镀层腐蚀产物电荷传输电阻逐渐增大,且后者大于前者。即锌镀层腐蚀产物无法抑制镀层的腐蚀,而锌铝镁镀层腐蚀产物则可以对镀层电化学反应起到抑制作用,对镀层提供一定程度的保护。

锌铝镁镀层钢板的镀层质量以及镀层中铝镁铁的测定

在锌铝镁镀层钢板生产中,单位面积上镀层质量和镀层中合金元素组成是产品质量的重要评价标准。试验对锌镁铝镀层的单位面积上镀层质量、镀层元素分布以及合金元素含量分别进行了探讨。利用重量法测定单位面积上镀层质量,腐蚀溶液由4.5g/L六次甲基四胺-盐酸(1+1)溶液组成。利用扫描电镜(SEM)观察镀层表面的形貌,并通过能谱仪(EDS)进行了微区元素成分分析,发现了不同物相在镀层中的分布特征及各元素在不同相中的分布规律。利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定了镀层中铝、镁、铁含量。按照实验方法采用ICP-AES测定热浸镀锌铝镁镀层钢板的镀层中铝、镁和铁,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)分别为0.80%、0.76%和1.4%,加标回收率为97%~102%。

锌铝镁镀层汽车板镀层相的X射线衍射分析

为了对锌铝镁镀层汽车板镀层相进行表征,进而指导生产现场工艺调整及优化,首先采用X射线衍射仪(XRD)对测试参数进行了优化,然后根据最优测试参数,对7种不同镀层质量的锌铝镁镀层汽车板镀层相组成进行了定性定量分析。结果表明,优化后的锌铝镁镀层XRD相分析的最佳测试参数为小角掠射模式,窄狭缝,步长0.02°~0.04°,扫描速度不大于2°/min,扫描角度范围40°~51.5°。对7种不同镀层质量的锌铝镁镀层试样进行分析,发现物相组成相同,均由Zn、MgZn_2和AlMg_4Zn_(11)组成;镀层质量在50g/m^2以下时,随着镀层质量的增加,镀层相中MgZn_2和AlMg_4Zn_(11)的质量分数先增大后减小,但差别不大;镀层质量从50g/m^2增加到70g/m^2时,镀层相中Zn的质量分数降低,MgZn_2和AlMg_4Zn_(11)的质量分数均增加,且MgZn_2的增长速率大于AlMg_4Zn_(11)。常规的XRD只能进行初步的半定量分析,而实验通过优化仪器参数提高了XRD半定量精度,进而取代了传统的化学法进行定量分析,及时了解了镀层物相组成,实验结果将为生产现场进行镀层工艺优化提供理论指导。

锌铝镁镀层黑变缺陷分析

钢材表面的锌铝镁镀层由于耐蚀性能优秀,近年来国内逐渐开始生产。针对锌铝镁镀层大生产中出现的一种黑变缺陷,采用了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等方法进行综合分析,最终确认该缺陷的微观本质表现是铝、镁元素在镀层表层更深的氧化,是带钢镀层表面大尺度上的不均匀氧化的反映。

低铝型热镀锌铝镁镀层钢板生产技术探索

介绍了攀钢2号热镀锌机组主要工艺装备和低铝型锌铝镁镀层产品开发情况,探索了低铝型锌铝镁镀层产品生产中清洗、带钢入锌锅温度、锌锅温度、镀液成分和气刀等关键工艺控制环节对产品质量的影响,通过工艺改进成功开发出了表面质量良好的锌铝镁镀层产品。

热镀纯锌、锌铁合金及锌铝镁镀层的耐蚀性分析

为明确热镀纯锌板、锌铁合金板、锌铝镁板之间的相对耐蚀性,供后续切换锌铝镁板提供数据参考,采用SEM观察了3种镀层截面微观形貌以及磷化后表面微观特征,通过中性盐雾试验对比了不同种类镀层钢板、同种镀层不同镀层质量钢板试验后的失重情况以及平均腐蚀速率。结果表明:磷化后的锌铁合金板耐蚀性与纯锌板相当,锌铝镁板具有最好的耐蚀性,相对耐蚀性约是前2者的6.5倍;与50 g/m^(2)的纯锌板和锌铁合金板相比,采用35 g/m^(2)镀层质量的锌铝镁板可具有较高的耐蚀性。

锌铝镁镀层钢板化学转化膜耐蚀性能研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)研究了锌铝镁镀层钢板合金的化学转化膜形貌和元素组成。以热镀锌钢板和冷轧钢板作为比较对象,通过电化学工作站、中性盐雾试验箱对3种合金的腐蚀行为进行对比研究。结果表明,锌铝镁镀层钢板化学转化膜结晶整体呈现为长条针状,结晶排布致密,平均晶粒尺寸约为4μm,膜重达到了3.1 g/m^(2)。锌铝镁镀层钢板的化学转化膜中Al、Mg元素含量高于热镀锌钢板和冷轧钢板。相比而言,锌铝镁镀层钢板化学转化膜的自腐蚀电位最高,为-0.889 V,腐蚀电流和腐蚀速率均最低,分别为26.94μA和2.338×10^(-3)μA/cm^(2)。在经中性盐雾腐蚀200 h后,锌铝镁镀层钢板基材腐蚀程度最小,说明锌铝镁镀层钢板的耐蚀性能优于热镀锌钢板和冷轧钢板。

基于锌铝镁镀层的汽车前门内板成形工艺研究

针对深冲类汽车覆盖件采用传统锌铁镀层板材料拉延成形易开裂、拉毛和脱锌等问题,以某车型前门内板为研究对象,分别基于锌铁镀层板和锌铝镁镀层板进行拉延成形数值模拟。在同等工况条件下,根据成形极限图、减薄率、最大失效、表面缺陷高度、材料流入量以及磨损失效对比锌铝镁镀层板与锌铁镀层板的成形效果差异。分析发现,工艺参数不变时,锌铝镁镀层板相对于锌铁镀层板成形裕度、材料流入量、表面缺陷高度、磨损失效极限冲次更大,减薄率、最大失效更小。在不调整工艺模面的情况下,通过增大压边力,锌铝镁镀层板获得了优于锌铁镀层板的成形质量。利用有限元分析结果进行试模验证,得到了无开裂、起皱、拉毛和脱锌等成形缺陷的前门内板零件。研究表明,将锌铝镁镀层板材料应用至前门内板,可有效解决拉延成形裕度低的问题,并能降低零件拉毛、脱锌等缺陷的发生频率,提高了量产稳定性,削减了成本浪费。

汽车车身用热浸镀锌铝镁镀层钢板

为了评价热浸镀锌铝镁镀层钢板在汽车车身上的应用潜力,采用涂装试验、点焊试验、腐蚀试验、冲压试验以及胶粘试验方法,对比了热浸镀锌铝镁镀层钢板与传统热浸镀锌钢板的特性。结果发现,热浸镀锌铝镁镀层钢板的耐腐蚀性能更加优异,零件成形时的安全裕度更大。使用热浸镀锌铝镁镀层钢板,能够显著延长车身使用寿命、提高车身零件成形效率。