Kuumkastetud galvalumekatte korrosioonikindluse uurimine

Kuumkastetud Zn55Al1.6Si galvalumkatteid on laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades, nagu autotööstus, laevaehitus, masinatööstus jne, mitte ainult selle parema korrosioonivastase toime tõttu kui tsinkkatte oma, vaid ka selle madalate kulude tõttu ( Al hind on madalam kui Zn praegu). Haruldased muldmetallid nagu La võivad takistada katlakivi kasvu ja suurendada katlakivi adhesiooni, seega on neid kasutatud teraste ja muude metall- oksüdatsiooni- ja korrosioonivastased sulamid. Siiski on avaldatud vaid vähe kirjandust La kasutamise kohta kuumsulatatud galvalumkattes ja selles artiklis uuriti La lisamise mõju kuumsulatatud galvalumkatte korrosioonikindlusele.

Eksperimentaalne

[1] Kuum kastmine

Kuumkastetud Zn-Al-Si-La sulamist katted, mis sisaldasid 0,0.02 massiprotsenti, 0.05 massiprotsenti, 0.1 massiprotsenti ja 0.2 massiprotsenti La, kanti Ф 1 mm pehmele terastraadile. Protsess oli järgmine: puhastamine rooste ja rasva eemaldamiseks ülehelikiirusel (55 °C) → puhastamine veega → räbustiga (85 °C) → kuivatamine (100–200 °C) kuumkastmisega (640–670 °C), 3–5 s).

[2]Kaalu langetamise test

Kaalukaotuskatset mõõdeti vask-kiirendatud äädikhappe soolapihustustestiga (CASS) ja sukelkorrosioonikatsetega, mis viidi läbi soolapihustuskambris ja 3.5% NaCl lahuses. Pärast katseid eemaldati söövitavad tooted mehaaniliste vahenditega, loputati jooksva veega, kuivatati seejärel külma õhuga ja mõõdeti kaalukadu elektroonilise skaalaga. Mõlemal juhul kolm parallel proovid tehti täpsemate tulemuste saamiseks. Testimisaeg oli CASS-testi jaoks 120 tundi ja keelekümblustesti jaoks 840 tundi.

[3]Elektrokeemiline katse

Elektrokeemiline test viidi läbi Saksamaa tarnitud IM6e elektrokeemilise tööjaamaga, võttes vastuelektroodiks plaatinaplaati, võrdluselektroodiks küllastunud kalomelelektroodi ja tööelektroodiks kuumkasutatud Zn-Al-Si-La pehme terastraati. Söövitavaks keskkonnaks oli 3.5% NaCl lahus. Katselahusega kokku puutunud pindala oli 1 cm2. Elektrokeemilise impedantsi spektroskoopia (EIS) mõõtmised viidi läbi sagedusvahemikus 10 kHz kuni 10 mHz, siinuspinge signaali laius oli 10 mV (rms). Nõrgad polarisatsioonikõverad registreeriti pingevahemikus -70 mV kuni 70 mV, oli skaneerimiskiirus 1 mV/s. Mõlemal juhul ei alustatud katset enne, kui korrosioonipotentsiaal püsis stabiilsena (variatsioon alla 5 mV 5 minuti jooksul).

[4]SEM- ja XRD-uuringud

Proovide pinnamorfoloogiat uuriti skaneeriva elektronmikroskoobiga SSX-550 (SEM) pärast korrosioonikatseid soolapihustuskambris ja 3.5% NaCl lahuses. Proovide pinnale tekkinud korrosiooniprodukte soolapihustuses ja 3.5% NaCl lahuses testiti kasutades PW-3040160 röntgendifraktsiooni (XRD).

Tulemused ja arutlus

[1] Korrosioonikindlus
[1.1] Kaalulangus
Joonis 1 illustreerib soolapihustis ja 3.5% NaCl lahuses tehtud kaalulanguskatsete tulemusi. Proovide korrosioonikiirus vähenes mõlemal juhul esmalt La sisalduse suurenemisega kuni 0.05 massiprotsendini ja seejärel suurenes La sisalduse edasise suurenemisega. Seetõttu oli parim korrosioonikindlus 0.05 massiprotsenti La sisaldavates kattekihtides. Leiti, et immersioonikatse käigus leiti punast roostet kõige varem 0% La kattepinnal 3.5% NaCl lahuses, kuid kuni sukeldumiskatse lõpuni ei olnud punast roostet 0.05% La kattepinnal. .

2.1.2 Elektrokeemiline test

Joonisel 2 on näidatud Zn-Al-Si-La sulamist katete nõrgad polarisatsioonikõverad 3.5% NaCl lahuses. On näha, et nõrkade polarisatsioonikõverate kujus oli vähe erinevusi ja igasuguste sulamikatete korrosiooniprotsessi kontrolliti katoodreaktsiooni abil. Tafeli sobitamise tulemused, mis põhinevad joonisel 2 nõrkadel polarisatsioonikõveratel, on esitatud tabelis 1. Sarnaselt kaalulanguse testiga leiti ka, et galvalumkatte korrosioonikindlust saab parandada väikese La ja minimaalse lisamisega. korrosioonikiirus saadi 0.05 massiprotsenti La-ga.

Joonis fig 3 kujutab Nyquisti diagramme, mis on registreeritud kattekihtide kohta, millele on lisatud erinevat kogust La lisandit, mis on eksponeeritud 3.5% NaCl lahusega 0.5 tunni jooksul. Kõigil juhtudel oli kaks kaare, mis tähendasid kaheajalisi konstante. Kõrgel sagedusel ilmuv üksus esindas sulami katte dielektrilist omadust, madala sagedusega aga pehme terasest substraadi omadust poorides (st katte defektid). La lisamise suurenedes suurenes kõrgsageduskaare läbimõõt, see efekt oli rohkem väljendunud Zn55Al1.6Si0.05La sulamist katte puhul. La sisalduse edasisel suurendamisel aga vähenes kõrgsageduskaare läbimõõt pöördvõrdeliselt. Samal ajal kaldus kõigi kaare keskpunkt neljandale kvadrandile, mis näitab, et dispersiooniefekt toimus elektroodi pinnal. Sellises olukorras saab paremaid tulemusi saavutada, kui kasutada puhta mahtuvuse asemel CPE-d (konstantse faasi element), mida demonstreeris teised uurimisrühmad.