Electrochemical corrosion behavior of arc sprayed Al-Zn-Si-RE coatings on mild steel in 3.5% NaCl solution

Al-Zn-Si-RE coating with high Al content was deposited on mild steel by arc spraying. The electrochemical behavior of Al-Zn-Si-RE coating in 3.5%NaCl solution was systematically studied by potentiodynamic polarization, corrosion potential (φcor ) and electrochemical impedance spectroscopy techniques (EIS). The impedance data were fitted to appropriate equivalent circuits to explain the different electrochemical processes occurring at the electrode-electrolyte interface. The results indicate that Al-Zn-Si-RE coating reveals the similar polarization behavior as Zn-15Al coating. The coating has no passive region in the anodic polarization, but far lower corrosion current and much higher corrosion potential. Al-Zn-Si-RE coating provides effective sacrificial protection for steel substrate and the sacrificial anodic protection plays dominant role during the immersion process. In addition, theφcor evolution and EIS plots indicate that the corrosion process can be divided into five stages: pitting-dissolution-redeposition, activation corrosion, cathodic protection, physical barriers and the coating failure.

电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层与Al-Zn伪合金涂层的耐蚀性能对比

为研究Al-Zn-Si-RE合金涂层和相同Al含量的Al-Zn伪合金涂层耐蚀性能的不同,采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了此两种合金涂层。通过盐水全浸实验和电化学测试技术对比研究了两种涂层的耐腐蚀性能,并将两种涂层的极化曲线与纯Zn、纯Al、Zn-15Al合金涂层进行了对比分析。使用扫描电镜、金相显微镜和X-射线衍射仪等手段测试分析了两种合金涂层腐蚀前后的微观组织形貌和相组成。结果表明,Al-Zn-Si-RE合金涂层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.995V和3.319×10-6 A/cm2,腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更低,耐蚀性更好,原因可能是致密的腐蚀产物膜抑制了腐蚀作用;Al-Zn-Si-RE合金涂层与伪合金涂层微观组织成分和相结构的不同引起腐蚀行为的差异,且Al-Zn-Si-RE合金涂层表现出更好的耐盐水腐蚀性能;稀土元素的存在有利于提高Al-Zn-Si-RE合金涂层的耐蚀性。

电化学方法研究腐蚀介质对热浸镀Al-Zn-Si-RE合金镀层腐蚀行为的影响

为研究腐蚀介质对热浸镀Al-Zn-Si-RE合金镀层腐蚀行为的影响,利用电位-时间曲线、Tafel曲线和电化学阻抗谱技术研究了合金镀层在不同盐度、温度和p H值的NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,利用扫描电子显微镜(SEM)观察不同腐蚀介质下极化测试后合金镀层的腐蚀形貌。结果表明:随着NaCl溶液温度或浓度的提高,热浸镀Al-Zn-Si-RE合金镀层均出现腐蚀电位负移、镀层腐蚀倾向增大、腐蚀速率增加、腐蚀抗力降低的现象;此外,酸性和碱性条件均会加快镀层在NaCl溶液中的腐蚀速率,其中镀层在pH值为11.0的碱性条件下,腐蚀电流最大,阻抗谱容抗弧幅值最小,说明镀层腐蚀速率最快,耐蚀性最差。

碳钢表面Al-Zn-Si-RE多元合金涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

采用SEM和EDS等手段考察在微观尺度下Al-Zn-Si-RE涂层的结构和成分均匀性,采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了Al-Zn-Si-RE涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,Al-Zn-Si-RE涂层具有典型的片层结构,显著增加了腐蚀介质到达基体的路径,涂层在微观尺度下成分分布均匀,可充分发挥高铝涂层耐蚀性;Al-Zn-Si-RE涂层的腐蚀过程分为4个阶段:浸泡初期涂层表面金属粉的活化腐蚀;第二阶段腐蚀产物在金属粉表面覆盖,显著降低金属粉的溶解速度;第三阶段腐蚀介质渗透到涂层与基体界面,锌铝粉短暂的牺牲阳极保护作用;腐蚀后期,涂层的耐蚀机理主要为腐蚀产物的物理屏蔽作用。腐蚀过程中,涂层的防护机制表现为牺牲阳极的阴极保护和腐蚀产物的屏蔽效应综合作用。

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。

钢表面热浸镀Al-Zn-Si合金镀层防腐蚀技术研究

创新性地采用了热浸镀二次助镀工艺,对常用型钢试样表面进行防腐蚀处理,如镀Zn,镀Al-Zn-Si合金,镀Zn-Re及镀Al-Zn-Si-Re合金.对热浸镀处理后的型钢试样进行拉伸试验,对其组织形貌进行观察,对其力学性能进行测试.另外,在实验室条件下进行模拟酸雨试验和盐雾试验,对各类镀层的耐腐蚀性能进行研究,并与工业镀Zn件的耐蚀性进行对比研究,进而对其使用寿命进行预测.结果表明:热浸镀工艺对型钢的力学性能无不利影响,两种镀层防腐蚀性能优秀,Al-Zn-Si合金镀层对钢材表面的防腐蚀性能卓越,而Al-Zn-Si-Re合金的防腐蚀性能更佳.

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析。实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5℃。与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%。快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度。采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料。

镀后冷却过程对热浸镀Al-Zn-Mg-Si-Re钢板锌花尺寸的影响

为有效控制热浸镀钢板表面的锌花尺寸,利用相图计算、Ansys-fluent模拟及热力学计算,研究了镀后冷却过程对锌花尺寸的影响。结果表明:在55Al-Zn-1.6Mg-1.5Si-0.08Re合金镀层钢板的镀后冷却凝固过程中,影响Al枝晶生长的关键温度区间为562~386℃;在55Al-Zn-1.6Mg-1.5Si-0.08Re合金的自由凝固过程中未形成表面锌花形貌,表明热浸镀时锌花并非从55Al-Zn-1.6Mg-1.5Si-0.08Re合金表面或内部形核,形核质点位于镀层/钢基体界面的金属间化合物层;在562~386℃温度区间的冷速达到62℃/s以上时,55Al-Zn-1.6Mg-1.5Si-0.08Re镀层锌花尺寸可以达到3 mm以下。

输电杆塔结构热浸镀铝锌硅及铝锌硅稀土镀层的防腐蚀性能研究

通过盐雾试验和酸雨试验研究Al-Zn-Si-Re镀层(铝锌硅稀土镀层)和Al-Zn-Si镀层(铝锌硅镀层)的腐蚀防护性能,并通过拉伸试验研究了热浸镀铝锌硅稀土生产工艺对钢材力学性能的影响。结果表明,两种镀层用于输电杆塔结构用钢中可发挥优越的防腐蚀性能,且Al-Zn-Si-Re镀层的防腐蚀性能更优越,热浸镀工艺对钢材的力学性能无不利影响,可在输电杆塔领域推广使用热浸镀铝锌硅稀土防腐技术。