Onderzoek naar corrosiebestendigheid van thermisch verzinkte galvalume-coating

Thermisch ondergedompelde Zn55Al1.6Si galvalume-coatings zijn op grote schaal gebruikt in veel gebieden, zoals de auto-industrie, scheepsbouw, machine-industrie enz., niet alleen vanwege de betere corrosiewerende prestaties dan die van zinkcoating, maar ook vanwege de lage kosten (de prijs van Al is momenteel lager dan die van Zn). Zeldzame aardmetalen zoals La kunnen de groei van kalkaanslag belemmeren en de hechting van kalkaanslag vergroten, daarom zijn ze gebruikt om staal en andere te beschermen metallic legeringen tegen oxidatie en corrosie. Er is echter slechts weinig literatuur gepubliceerd over de toepassing van La in thermisch verzinkte galvalume-coating, en in dit artikel werden de effecten van de toevoeging van La op de corrosieweerstand van de thermisch gedompelde galvalume-coating onderzocht.

Experimenteel

[1] Heet dippen

Heet ondergedompelde coatings van Zn-Al-Si-La-legeringen die 0,0.02 gew.%, 0.05 gew.%, 0.1 gew.% en 0.2 gew.% La bevatten, werden aangebracht op zacht staaldraad van 1 mm. Het proces was als volgt: reinigen om roest te verwijderen en invetten door supersonische golven (55 °C) → reinigen met water → vloeien (85 °C) → drogen (100~200 °C) heetdompelen (640~670 °C, 3～5 s).

[2]Gewichtsverliestest

De gewichtsverliestest werd gemeten door koper-versnelde azijnzuurzoutsproeitest (CASS) en onderdompelingscorrosietests uitgevoerd in een zoutsproeikamer en 3.5% NaCl-oplossing. Na de tests werden de corrosieve producten mechanisch verwijderd, gespoeld met stromend water en vervolgens gedroogd met koude lucht en het gewichtsverlies werd gemeten met een elektronische weegschaal. In beide gevallen drie parallel monsters werden gemaakt om nauwkeurigere resultaten te krijgen. De testtijd was 120 uur voor de CASS-test en 840 uur voor de immersietest.

[3]Elektrochemische test

Elektrochemische test werd uitgevoerd door IM6e elektrochemisch werkstation geleverd door Duitsland, waarbij platinaplaat als tegenelektrode, verzadigde calomelelektrode als referentie-elektrode en heet gedompelde Zn-Al-Si-La-coatings zacht staaldraad als werkelektrode werd genomen. Het corroderende medium was een 3.5% NaCl-oplossing. Het aan de testoplossing blootgestelde oppervlak was 1 cm2. Elektrochemische impedantiespectroscopie (EIS) metingen werden uitgevoerd met een frequentiebereik van 10 kHz tot 10 mHz, de breedte van het sinusvormige spanningssignaal was 10 mV (rms). Zwakke polarisatiecurven werden geregistreerd bij het spanningsbereik van -70 mV tot 70 mV was de scansnelheid 1 mV/s. In beide gevallen startte het experiment pas als het corrosiepotentieel stabiel bleef (een variatie van minder dan 5 mV in 5 min).

[4]SEM- en XRD-onderzoeken

Oppervlaktemorfologieën van de monsters werden onderzocht met SSX-550 scanning-elektronenmicroscoop (SEM) na de corrosietests in de zoutsproeikamer en 3.5% NaCl-oplossing. De corrosieproducten gevormd op het oppervlak van de monsters in de zoutnevel en 3.5% NaCl-oplossing werden getest met behulp van PW-3040160 röntgendiffractie (XRD).

resultaten en discussie

[1] Corrosieweerstand
[1.1] Gewichtsverlies
Fig.1 illustreert de resultaten van de gewichtsverliestests in de zoutsproeikast en 3.5% NaCl-oplossing. De corrosiesnelheid van de monsters nam in beide gevallen eerst af met toenemend La-gehalte tot 0.05 gew.% en nam vervolgens toe met verder toenemend La-gehalte. Daarom werd de beste corrosieweerstand ervaren in de coatings die 0.05 gew.% La bevatten. Er werd vastgesteld dat tijdens de onderdompelingstest rode roest het vroegst werd gevonden op het 0 gew.% La-coatingoppervlak in 3.5% NaCl-oplossing, maar totdat de onderdompelingstest eindigde, was er geen rode roest op het 0.05 gew.% La-coatingoppervlak .

2.1.2 Elektrochemische test

Fig.2 toont zwakke polarisatiecurven voor coatings van Zn-Al-Si-La-legeringen in 3.5% NaCl-oplossing. Het is te zien dat de vorm van zwakke polarisatiecurven weinig verschillen vertoonde, en het corrosieproces van alle soorten legeringscoatings werd gecontroleerd door kathodische reactie. De resultaten van de Tafelmontage op basis van de zwakke polarisatiecurves in Fig. 2 worden weergegeven in Tabel 1. Net als bij de gewichtsverliestest, werd ook gevonden dat de corrosieweerstand van de galvalume-coating kon worden verbeterd door een kleine toevoeging van La en het minimum corrosiesnelheid werd verkregen met 0.05 gew.% La.

Fig. 3 geeft de Nyquist-diagrammen weer die zijn geregistreerd voor coatings met verschillende hoeveelheden La-toevoeging die 3.5 uur is blootgesteld aan 0.5% NaCl-oplossing. In alle gevallen waren er twee bogen, wat twee-tijdconstanten betekende. Degene die met hoge frequentie verschijnt, vertegenwoordigde de diëlektrische eigenschap van de legeringscoating, terwijl die met lage frequentie overeenkwam met die van het zachtstalen substraat in de poriën (dwz coatingdefecten). Naarmate de La-toevoeging toenam, nam de diameter van de hoogfrequente boog toe, dit effect was meer uitgesproken in het geval van een Zn55Al1.6Si0.05La-legeringscoating. Met het verder verhogen van het La-gehalte nam de diameter van de hoogfrequente boog echter omgekeerd af. Ondertussen leunde het midden van alle bogen naar het vierde kwadrant, wat aangeeft dat het dispersie-effect op het elektrodeoppervlak plaatsvond. andere onderzoeksgroepen.