Raziskave korozijske odpornosti vroče potopljenega galvalnega premaza

Vroče potopljene prevleke Zn55Al1.6Si galvalume se pogosto uporabljajo na številnih področjih, kot so avtomobilska industrija, ladjedelništvo, strojna industrija itd., ne le zaradi boljše protikorozijske učinkovitosti kot pri cinkovi prevleki, ampak tudi zaradi nizkih stroškov ( cena Al je trenutno nižja od cene Zn). Redke zemlje, kot je La, lahko zavirajo rast lusk in povečajo oprijem lusk, zato so jih uporabljali za zaščito jekel in drugih kovinska zaponka zlitine proti oksidaciji in koroziji. Vendar pa je objavljenih le nekaj literature o uporabi La v vročo potopljeni galvalum prevleki, v tem prispevku pa so bili raziskani učinki dodatka La na korozijsko odpornost vroče pocinkane prevleke.

Eksperimentalni

[1] Vroče potapljanje

Vroče potopljene prevleke iz zlitine Zn-Al-Si-La, ki vsebujejo 0,0.02 mas.%, 0.05 mas.%, 0.1 mas. % in 0.2 mas. % La, smo nanesli na žico iz blage jeklene mase F 1 mm. Postopek je bil naslednji: čiščenje za odstranjevanje rje in maščobe z nadzvočnim valovom (55 °C) → čiščenje z vodo → fluksiranje (85 °C) → sušenje (100 ~ 200 °C) vroče potapljanje (640 ~ 670 °C, 3 ~ 5 s).

[2]Test izgube teže

Preskus izgube teže je bil merjen s testiranjem razpršene soli z ocetno kislino (CASS) s pospešenim bakrom in testi potopne korozije v komori za solno pršenje in 3.5 % raztopino NaCl. Po testih so jedke produkte odstranili z mehanskimi sredstvi, jih splaknili s tekočo vodo, nato posušili s hladnim pihanjem in izmerili izgubo teže z elektronsko tehtnico. V obeh primerih tri paralZa natančnejše rezultate smo izdelali lel vzorce. Čas testiranja je bil 120 ur za CASS test in 840 ur za potopni test.

[3]Elektrokemični preskus

Elektrokemični test je bil izveden na elektrokemični delovni postaji IM6e, ki jo je dobavila Nemčija, pri čemer je bila platinasta plošča kot nasprotna elektroda, nasičena kalomelna elektroda kot referenčna elektroda in vroče potopljena žica z mehkim jeklom Zn-Al-Si-La kot delovna elektroda. Korozivni medij je bila 3.5 % raztopina NaCl. Površina, izpostavljena testni raztopini, je bila 1 cm2. Meritve elektrokemične impedančne spektroskopije (EIS) so bile izvedene s frekvenčnim območjem od 10 kHz do 10 mHz, širina sinusoidnega napetostnega signala je bila 10 mV (rms). Šibke polarizacijske krivulje so bile zabeležene pri napetostnem območju od -70 mV do 70 mV je bila hitrost skeniranja 1 mV/s. V obeh primerih se eksperiment ni začel, dokler potencial korozije ni ostal stabilen (sprememba manj kot 5 mV v 5 minutah).

[4]Študije SEM in XRD

Površinske morfologije vzorcev smo pregledali s skenirajočim elektronskim mikroskopom (SEM) SSX-550 po korozijskih testih v komori za solno pršilo in 3.5 % raztopini NaCl. Korozijske produkte, ki so nastali na površini vzorcev v solnem razpršilu in 3.5 % raztopini NaCl, smo testirali z rentgensko difrakcijo PW-3040160 (XRD).

Rezultati in razprava

[1] Odpornost proti koroziji
[1.1] Izguba teže
Slika 1 prikazuje rezultate testov izgube teže v omari za solno pršilo in 3.5 % raztopino NaCl. Stopnja korozije vzorcev se je v obeh primerih najprej zmanjšala s povečanjem vsebnosti La do 0.05 ut. %, nato pa se je povečala z nadaljnjim povečevanjem vsebnosti La. Zato je bila najboljša odpornost proti koroziji pri premazih, ki vsebujejo 0.05 ut. % La. Ugotovljeno je bilo, da je bila med potopnim testom rdeča rja najprej najdena na površini premaza z 0 ut. % La v 3.5 % raztopini NaCl, vendar do konca potopitvenega testa ni bilo rdeče rje na površini prevleke 0.05 ut. % La. .

2.1.2 Elektrokemični preskus

Slika 2 prikazuje šibke polarizacijske krivulje za prevleke zlitine Zn-Al-Si-La v 3.5 % raztopini NaCl. Vidimo, da je oblika šibkih polarizacijskih krivulj pokazala malo razlik, proces korozije vseh vrst prevlek iz zlitin pa je bil nadzorovan s katodno reakcijo. Rezultati prileganja Tafel na podlagi krivulj šibke polarizacije na sliki 2 so predstavljeni v tabeli 1. Podobno kot pri testu izgube teže je bilo ugotovljeno tudi, da je mogoče korozijsko odpornost prevleke iz galvaluma izboljšati z majhnim dodatkom La in minimalnega stopnjo korozije smo dobili z 0.05 mas. % La.

Slika 3 prikazuje Nyquistove diagrame, posnete za premaze z različnimi količinami dodatka La, izpostavljene 3.5 % raztopini NaCl 0.5 h. V vseh primerih sta obstajala dva loka, ki sta pomenila dvojne konstante. Tisti, ki se pojavlja pri visoki frekvenci, je predstavljal dielektrično značilnost prevleke iz zlitine, medtem ko je tisti pri nizki frekvenci ustrezal tisti iz mehkega jeklenega substrata v porah (tj. defekti prevleke). S povečanjem dodatka La se je povečal premer visokofrekvenčnega loka, ta učinek je bil bolj izrazit v primeru prevleke iz zlitine Zn55Al1.6Si0.05La. Z nadaljnjim povečevanjem vsebnosti La pa se je premer visokofrekvenčnega loka obratno zmanjšal. Medtem se je središče vseh lokov nagnilo na četrti kvadrant, kar kaže, da se je učinek disperzije zgodil na površini elektrode. Pod tem pogojem je mogoče boljše rezultate doseči z uporabo CPE (konstantni fazni element) namesto čiste kapacitivnosti, ki je bila prikazana z druge raziskovalne skupine.