Mechanism of liquid zinc corrosion on metals

Two kinds of materials, soluble and insoluble in liquid zinc, such as Fe and FeB, are separately dealt with.A new theory is presented for insoluble materials. Based on the theory, the surface defects of insoluble materials are themain reason that the matcrials are correded.

锌液对金属的腐蚀机制

以Ｆｅ和ＦｅＢ为例，分别通过对与锌互溶和不互溶两类材料的锌蚀行为进行研究，限定了传统液态金属腐蚀机制的适用范围并对与锌不互溶材料提出了新的腐蚀机制。传统的腐蚀机制只适合与锌互溶的材料，而与锌不互溶材料在锌液中的腐蚀，主要为表面缺陷所致。新机制的提出为研制出高寿命的耐锌蚀材料提供了有效的理论依据。

HVOF喷涂Co基WC涂层的耐锌腐蚀行为

为了提高热镀锌用辊件的耐腐蚀性,试验采用超音速火焰喷涂方法制备WC-12Co涂层,研究了涂层在450℃锌液中的耐腐蚀性能以及失效机制.将316L/WC-12Co涂层进行液锌腐蚀,以扫描电镜能谱分析、x-射线衍射方式分析对比了未经过腐蚀试件、腐蚀5天试件、腐蚀10天试件的组织变化和相组成,结果显示涂层基体Co受液锌腐蚀生成Co与Zn化合物,引发横向裂纹,导致涂层剥落.涂层全部剥落后保护失效,使母材被液锌直接严重腐蚀,最终生成锌渣FeZn13.

熔融Zn液对金属Ni腐蚀机理的影响

为了研究金属Ni在熔融锌液中的失效机理,将纯Ni金属和利用等离子喷涂技术制备的Ni涂层试件分别在530℃锌液中浸蚀不同时间,并制备得到金相试样.利用扫描电子显微镜和能谱仪观察腐蚀层的组织形貌和相成分变化,利用X射线衍射仪检测了腐蚀层中的生成相.结果表明,通过反应扩散Ni与Zn在腐蚀层以层状形式生成了不同化合物,从而逐渐消耗金属并将最终导致其失效.此外,纯Ni金属在锌液中的腐蚀速率为0.006 04 g/(cm2·h).

铝含量对铁基合金耐液锌腐蚀性能的影响

用扫描电镜(SEM)观察Fe-B-Al合金基体和腐蚀界面的显微组织,用能谱仪(EDS)分析各相的化学成分,用失重法测定合金的腐蚀速率,研究了铝含量对硼铁耐液锌腐蚀性能的影响,并用显微压痕法评定了耐蚀性较好的合金的力学性能。试验结果表明,硼铁中铝含量大于18%时,主要形成与锌液不湿润的Fe-Al金属间化合物,具有很好的耐液锌腐蚀性;少量的B富集于晶界,起净化晶界作用,提高了硼铁材料的韧性。Fe-24Al-4.2B和Fe-27Al-2.8B合金在锌液中既具有良好的耐蚀性,又具有较好的韧性,在镀锌工业中具有实际应用价值。

锌液冷却管损坏机理的研究

炼锌工业中广泛使用由无缝钢管冷弯而成的冷却管来实现锌液的冷却。冷却管的使用寿命非常短,消耗量相当大。锌液的表面张力小,渗透性强,腐蚀性强,能与冷却管中的铁元素生成铁-锌合金,能溶解冷却管中碳、硅等元素,锌液对冷却管的强腐蚀性,是影响锌液冷却管使用寿命的决定性因素;锌液冷却管的损坏是高温腐蚀和应力腐蚀共同作用的结果,热应力和残余应力促使其损坏由高温腐蚀向应力腐蚀发展;冷却管损坏位置由热应力和残余应力共同决定,其中热应力起主导作用。

锌锭模表面铬硼合金化的抗腐蚀性和机理

采用铸渗方法制备出以灰铸铁为基材,以铬铁和硼铁作为合金化表面层的材料。通过失重法、金相分析、SEM和EDS等手段研究了该材料表面的耐锌液腐蚀性能,探讨了其腐蚀机理。结果表明,合金化表面的Cr是以高铬碳化物的形式块状分布在莱氏体基体上,Cr的存在使铁锌合金δ相的稳定性提高,且铁锌扩散受到阻挡;莱氏体对锌液基本不润湿,降低了锌液对基体的润湿能力。以上两个因素共同作用,使得铬铁硼铁合金化表面的耐液态锌腐蚀性能得到很大提高,其抗锌液腐蚀的能力比灰铸铁提高了8倍。

Fe_3Si和316不锈钢在工业锌液中的腐蚀机制

研究了F e3S i和316不锈钢在460℃下工业锌液中的腐蚀速度、界面组织结构和成分变化情况。结果表明,锌液对F e3S i的腐蚀过程就是合金层的形成和熔解过程。316不锈钢经过24h的腐蚀,可看出腐蚀层分为两层,靠基体较黑的为第一层F e2A l5,往外花带斑点的为第二层F eA l3。

碳对铁硼基合金耐熔锌腐蚀性能和力学性能的影响

研究了C含量对Fe-B基合金的耐液锌腐蚀性能和力学性能的影响。试验结果表明,添加碳元素后,合金中形成了新相Fe3(C,B),组织细化,耐蚀性明显提高,合金的硬度提高,但抗弯强度降低。

氯化胆碱-尿素低共熔溶剂中锌的电沉积研究

目的研究锌在氯化胆碱-尿素低共熔溶剂(ChCl-Urea DES)中的电化学行为、电结晶机理、电沉积历程和耐蚀性。方法采用循环伏安(CV)和计时电流技术(CA),研究了锌在玻碳电极上的电化学行为和电结晶机理。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射技术(XRD)对锌镀层的微观形貌和物相组成进行了表征。采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱,对比研究了ChCl-Urea DES和水溶液中锌镀层的耐蚀性。结果CV测试表明,在Zn(Ⅱ)的氧化还原过程中仅出现了一对氧化还原峰,这说明Zn(Ⅱ)在ChCl-Urea DES中为一步还原及氧化,且还原峰电位为‒1.207 V(vs.Ag)。不同扫描速度下的CV曲线表明,还原峰和氧化峰的峰值电位Ep和峰值电流I_(p)均随扫描速率v的变化而有规律的偏移,这符合不可逆电极反应的特征。对I_(p)和v^(1/2)的关系进行了线性拟合,发现I_(p)与v^(1/2)之间符合线性关系,故可认为Zn(Ⅱ)的还原反应是受扩散控制的,进一步计算出扩散系数DZn(Ⅱ)为6.67×10^(‒8)cm^(2)/s。在–1.141~–1.147 V下测定CA曲线,通过对比拟合CA曲线和理论曲线发现,Zn(Ⅱ)在ChCl-Urea DES中的形核方式不符合三维瞬时成核和三维连续成核,是一种具有两种形核方式特征的混合形核。SEM结果表明,不同沉积时间下锌镀层的微观形貌相差较大。随着沉积时间的增加,锌晶粒由细小、粒径均一的颗粒逐渐变化成大小颗粒交叠存在的六方形立体结构,然后又变成线状或棒状的结构,最终转变为六方形的片状晶粒。XRD表明,锌镀层由六方晶相的多晶锌构成。动电位极化曲线测试和电化学阻抗图谱表明,在没有任何添加剂的情况下,ChCl-Urea DES可获得与水溶液中耐蚀性相当的锌镀层,且ChCl-Urea DES中锌镀层的沉积速率略高于水溶液。结论Zn(Ⅱ)在ChCl-Urea DES中的电沉积过程是受扩散控制的不可逆电极过程,形核方式不符合三维瞬时成核和三维连续成核,是一种具有两种形核方式特征的混合形核。锌镀层是由六方晶相的多晶锌构成的。在ChCl-Urea DES中可获得与水溶液中耐蚀性相当的锌镀层,且沉积速率略高于水溶液。

金属间化合物抗锌液腐蚀的研究进展与发展方向

综述了几种典型的金属间化合物在液态锌中的腐蚀行为及机理,归纳了Fe_(3)Al、TiAl、Fe_(2)B等不同结构金属间化合物在锌液中的反应特性和腐蚀后的界面失效形式,提出了金属间化合物在锌液中生成表面致密连续腐蚀抑制层或提高锌液腐蚀产物层的黏附力、抗剥落性能和界面元素阻扩散层的防护策略和材料设计方法,明确了金属间化合物在抗锌液腐蚀工程装备应用中的关注焦点和未来发展方向,为静态和流动条件下金属间化合物抗锌液腐蚀机理和抗蚀材料的开发提供了研究思路。