Istraživanje otpornosti na koroziju vruće umočenog galvalumskog premaza

Vruće umočeni Zn55Al1.6Si galvalume premazi naširoko su korišteni u mnogim područjima kao što su automobilska industrija, brodogradnja, industrija strojeva itd., zahvaljujući ne samo svojim boljim antikorozivnim svojstvima od cinkovog premaza, već i zbog niske cijene ( cijena Al je trenutno niža od cijene Zn). Rijetke zemlje kao što je La mogu spriječiti rast kamenca i povećati prianjanje kamenca, stoga se koriste za zaštitu čelika i drugih metalik legure protiv oksidacije i korozije. Međutim, postoji samo nekoliko objavljenih literatura o primjeni La u prevlaci od vrućeg galvaluma, a u ovom radu su istraženi učinci dodatka La na korozijsku otpornost vruće pocinčane prevlake.

Eksperimentalan

[1] Vruće potapanje

Na F 0,0.02 mm meku čeličnu žicu naneseni su vrući premazi od legure Zn-Al-Si-La koji sadrže 0.05 tež.%, 0.1 tež.%, 0.2 tež. % i 1 tež. % La. Proces je bio sljedeći: čišćenje radi uklanjanja hrđe i masnoće nadzvučnim valom (55 °C) → čišćenje vodom → fluksiranje (85 °C) → sušenje (100 ~ 200 °C) vruće potapanje (640 ~ 670 °C, 3～5 s).

[2]Test gubitka težine

Test gubitka težine mjeren je ispitivanjem raspršivanjem soli s octenom kiselinom ubrzanom bakrom (CASS) i testovima korozije uranjanjem u komori za raspršivanje soli i 3.5% otopine NaCl. Nakon ispitivanja, korozivni proizvodi su uklonjeni mehaničkim putem, isprani tekućom vodom, zatim osušeni hladnim mlazom zraka i gubitak težine izmjeren elektroničkom vagom. U oba slučaja tri paralnapravljeni su lel uzorci kako bi se dobili precizniji rezultati. Vrijeme testiranja bilo je 120 h za CASS test i 840 h za test uranjanja.

[3]Elektrokemijski test

Elektrokemijsko ispitivanje provedeno je na elektrokemijskoj radnoj stanici IM6e koju je isporučila Njemačka, uzimajući platinastu ploču kao protuelektrodu, zasićenu kalomelnu elektrodu kao referentnu elektrodu i vruće potopljene Zn-Al-Si-La prevlake od meke čelične žice kao radnu elektrodu. Korodirajući medij bila je 3.5% otopina NaCl. Površina izložena ispitivanoj otopini bila je 1 cm2. Mjerenja spektroskopije elektrokemijske impedancije (EIS) provedena su s frekvencijskim rasponom od 10 kHz do 10 mHz, širina sinusoidalnog naponskog signala je bila 10 mV (rms). Krivulje slabe polarizacije zabilježene su u rasponu napona od -70 mV do 70 mV, brzina skeniranja bila je 1 mV/s. U oba slučaja eksperiment nije započeo sve dok potencijal korozije nije ostao stabilan (varijacija manja od 5 mV u 5 min).

[4]SEM i XRD studije

Morfologije površine uzoraka ispitane su skenirajućim elektronskim mikroskopom (SEM) SSX-550 nakon ispitivanja korozije u komori za slani sprej i 3.5% otopine NaCl. Produkti korozije nastali na površini uzoraka u slanom spreju i 3.5% otopini NaCl testirani su pomoću PW-3040160 rendgenske difrakcije (XRD).

Rezultati i rasprava

[1] Otpornost na koroziju
[1.1] Gubitak težine
Slika 1 ilustrira rezultate testova gubitka težine u ormariću za raspršivanje soli i 3.5% otopine NaCl. Brzina korozije uzoraka u oba slučaja najprije se smanjivala s povećanjem sadržaja La do 0.05 tež. %, a zatim se povećavala s daljnjim povećanjem sadržaja La. Stoga je najbolju otpornost na koroziju iskusili premazi koji sadrže 0.05 tež.% La. Utvrđeno je da je tijekom testa uranjanja crvena hrđa najranije pronađena na površini premaza od 0 tež. % La u 3.5 % otopini NaCl, međutim, do završetka testa uranjanja nije bilo crvene hrđe na površini premaza od 0.05 % La .

2.1.2 Elektrokemijsko ispitivanje

Slika 2 prikazuje krivulje slabe polarizacije za prevlake legura Zn-Al-Si-La u 3.5% otopini NaCl. Vidljivo je da se oblik krivulja slabe polarizacije malo razlikuje, a proces korozije svih vrsta prevlaka od legura kontroliran je katodnom reakcijom. Tafelovi rezultati prilagodbe temeljeni na krivuljama slabe polarizacije na slici 2 prikazani su u tablici 1. Slično testu gubitka težine, također je utvrđeno da se otpornost na koroziju galvalum prevlake može poboljšati malim dodatkom La i minimalnog brzina korozije dobivena je s 0.05 tež.% La.

Slika 3 prikazuje Nyquistove dijagrame snimljene za premaze s različitim količinama dodatka La izložene 3.5% otopini NaCl tijekom 0.5 h. U svim slučajevima postojala su dva luka što je značilo dvostruke konstante. Ona koja se pojavljuje na visokoj frekvenciji predstavlja dielektričnu karakteristiku prevlake od legure, dok ona na niskoj frekvenciji odgovara onoj od mekog čeličnog supstrata u porama (tj. defekti premaza). Kako se La adicija povećava, povećava se promjer visokofrekventnog luka, ovaj učinak je bio izraženiji u slučaju prevlake legure Zn55Al1.6Si0.05La. S daljnjim povećanjem sadržaja La, međutim, promjer visokofrekventnog luka smanjivao se obrnuto. U međuvremenu, središte svih lukova nagnuto je prema četvrtom kvadrantu, što ukazuje da se disperzijski efekt dogodio na površini elektrode. Pod ovim uvjetom, bolji rezultati se mogu postići korištenjem CPE (elementa konstantne faze) umjesto čiste kapacitivnosti što je pokazalo druge istraživačke grupe.