Karsti iegremdēta galvalume pārklājuma korozijas izturības izpēte

Karsti iegremdētie Zn55Al1.6Si galvalumīda pārklājumi ir plaši izmantoti daudzās jomās, piemēram, automobiļu rūpniecībā, kuģu būvē, mašīnrūpniecībā utt., pateicoties ne tikai tā labākajai pretkorozijas veiktspējai nekā cinka pārklājumam, bet arī zemajām izmaksām ( Al cena ir zemāka nekā Zn pašlaik). Retzemju metāli, piemēram, La, var kavēt katlakmens augšanu un palielināt katlakmens saķeri, tāpēc tie ir izmantoti, lai aizsargātu tēraudus un citus metālisks sakausējumi pret oksidāciju un koroziju. Tomēr ir tikai dažas literatūras, kas publicētas par La pielietojumu karsti tuvās galvanizācijas pārklājumos, un šajā rakstā tika pētīta La pievienošanas ietekme uz karstā galvaniskā pārklājuma izturību pret koroziju.

Eksperimentālā

[1] Karstā iegremdēšana

Karsti iegremdēti Zn-Al-Si-La sakausējuma pārklājumi, kas satur 0,0.02 %, 0.05 %, 0.1 % un 0.2 % La tika uzklāti uz Ф 1 mm vieglas tērauda stieples. Process bija šāds: tīrīšana, lai noņemtu rūsu un taukus, izmantojot virsskaņas viļņus (55 °C) → tīrīšana ar ūdeni → plūsma (85 °C) → žāvēšana (100–200 °C) karstā iegremdēšana (640–670 °C, 3–5 s).

[2]Svara zaudēšanas tests

Svara zuduma tests tika mērīts ar vara paātrinātas etiķskābes sāls izsmidzināšanas testu (CASS) un iegremdēšanas korozijas testiem, kas veikti sāls izsmidzināšanas kamerā un 3.5% NaCl šķīdumā. Pēc testiem kodīgie produkti tika noņemti ar mehāniskiem līdzekļiem, noskaloti ar tekošu ūdeni, pēc tam žāvēti ar aukstu strūklu un svara zudums tika mērīts ar elektroniskajiem svariem. Abos gadījumos trīs parallel paraugi tika veikti, lai iegūtu precīzākus rezultātus. Testēšanas laiks bija 120 h CASS testam un 840 h iegremdēšanas testam.

[3]Elektroķīmiskais tests

Elektroķīmisko testu veica Vācijas piegādātā IM6e elektroķīmiskā darba stacija, izmantojot platīna plāksni kā pretelektrodu, piesātinātu kalomela elektrodu kā atsauces elektrodu un karsti iegremdētu Zn-Al-Si-La pārklājumu vieglu tērauda stiepli kā darba elektrodu. Korodējošā vide bija 3.5% NaCl šķīdums. Virsmas laukums, kas pakļauts testa šķīdumam, bija 1 cm2. Elektroķīmiskās pretestības spektroskopijas (EIS) mērījumi tika veikti ar frekvenču diapazonu no 10 kHz līdz 10 mHz, sinusoidālā sprieguma signāla platums bija 10 mV (rms). Vājas polarizācijas līknes tika reģistrētas sprieguma diapazonā no -70 mV līdz 70 mV, skenēšanas ātrums bija 1 mV/s. Abos gadījumos eksperiments sākās tikai tad, kad korozijas potenciāls palika stabils (izmaiņas mazākas par 5 mV 5 minūtēs).

[4]SEM un XRD pētījumi

Paraugu virsmas morfoloģijas tika pārbaudītas ar SSX-550 skenējošo elektronu mikroskopu (SEM) pēc korozijas testiem sāls izsmidzināšanas kamerā un 3.5% NaCl šķīdumā. Sāls aerosolā un 3.5% NaCl šķīdumā uz paraugu virsmas izveidotie korozijas produkti tika pārbaudīti, izmantojot PW-3040160 rentgenstaru difrakciju (XRD).

rezultāti un diskusija

[1] Izturība pret koroziju
[1.1] Svara zudums
1. attēlā parādīti svara zuduma testu rezultāti sāls smidzināšanas skapī un 3.5% NaCl šķīdumā. Paraugu korozijas ātrums abos gadījumos vispirms samazinājās, palielinoties La saturam līdz 0.05 masas %, un pēc tam palielinājās, palielinoties La saturam. Tāpēc vislabākā izturība pret koroziju tika novērota pārklājumiem, kas satur 0.05 masas % La. Konstatēts, ka iegremdēšanas testa laikā sarkanā rūsa agrāk tika konstatēta uz 0% La pārklājuma virsmas 3.5% NaCl šķīdumā, tomēr līdz iegremdēšanas testa beigām uz 0.05% La pārklājuma virsmas nebija sarkanas rūsas. .

2.1.2. Elektroķīmiskā pārbaude

2. attēlā parādītas vājas polarizācijas līknes Zn-Al-Si-La sakausējuma pārklājumiem 3.5% NaCl šķīdumā. Var redzēt, ka vājo polarizācijas līkņu formai bija maz atšķirību, un visu veidu sakausējumu pārklājumu korozijas process tika kontrolēts ar katoda reakciju. Tafel montāžas rezultāti, kuru pamatā ir vājās polarizācijas līknes 2. attēlā, ir parādīti 1. tabulā. Līdzīgi kā svara zuduma testā, tika konstatēts, ka galvalum pārklājuma izturību pret koroziju var uzlabot, pievienojot nelielu La un minimālo daudzumu. korozijas ātrums tika iegūts ar 0.05wt.% La.

3. attēlā ir attēlotas Nyquist diagrammas, kas reģistrētas pārklājumiem ar dažādu La pievienošanas daudzumu, kas pakļauts 3.5% NaCl šķīdumam 0.5 stundas. Visos gadījumos bija divi loki, kas nozīmēja divlaiku konstantes. Tas, kas parādās augstā frekvencē, atspoguļoja sakausējuma pārklājuma dielektrisko raksturlielumu, savukārt zemfrekvences īpašība atbilda vieglā tērauda substrāta porās (ti, pārklājuma defekti). Palielinoties La pievienojumam, pieauga augstfrekvences loka diametrs, šis efekts bija izteiktāks Zn55Al1.6Si0.05La sakausējuma pārklājuma gadījumā. Tomēr, vēl vairāk palielinot La saturu, augstfrekvences loka diametrs samazinājās apgriezti. Tikmēr visu loku centrs noliecās uz ceturto kvadrantu, norādot, ka dispersijas efekts noticis uz elektroda virsmas. Šādos apstākļos labākus rezultātus var iegūt, izmantojot CPE (konstantās fāzes elementu), nevis tīru kapacitāti, ko demonstrēja citas pētniecības grupas.