武汉工程职业技术学院学报Journal of Wuhan Engineering Institute
Vol.32No.4 December2020
第32卷第4期
2020年12月波士顿矩阵法
白会平1周元贵1周小舟2雷泽红1谢芬1杨m2
(1.宝钢股份中央研究院武汉分院(武钢有限技术中心)湖北武汉"30080；
2.宝钢股份武汉钢铁有限公司冷轧厂湖北武汉：430083)
摘要通过盐雾实验箱结合光学显微镜、扫描电镜、表面轮廓仪及辉光放电光谱仪研究了合金化镀锌板(GA)的耐盐水腐蚀行为。研究发现，1号合金化镀锌板相比于2号样品有更好的耐盐水腐蚀性能。这与合金化镀层中A1含量、裂纹分布以及合金化镀锌板表面粗糙度有关。合金化镀层中A1含量越高，耐蚀性能越好；合金化镀层中裂纹分布越少，耐蚀性能越好；合金化镀锌板表面粗糙度越小，耐蚀性能越好。
关键词合金化；腐蚀；粗糙度；裂纹；热镀锌板
中图分类号：TG174.3+1文献标识码：A文章编号：1671-3524(2020)04-0010-03
相比于普通钢板而言，连续热镀锌产品具有美观、耐腐蚀能力强等特点，广泛应用于、家电、汽车、电子等各。在钢热镀一 性能大幅度提升。热镀锌层属于典型的阳极型覆盖涂层，对钢板的保护作用有两种：屏蔽保护和电化学保护钢板表面镀锌层能将钢板与腐蚀环境隔离开来，当镀锌板表面完好时，只发生锌的腐蚀，由于产物对钢板有较好的保护作用，所以度会非常慢，寿命是钢板的15—30倍。即使镀锌板在加工、安装、使用过程中，表面发生划伤，或者原因造成，钢带从中暴露之中，在电化学程中，由于的电位比铁低，是腐蚀电池的阳极，因此受到，铁是，只起电子的作用，从而受到保护。
合金化热镀锌(GA)板是当前热镀锌钢板研究中最活跃的领域之一合金化镀锌板就是以纯锌热镀锌钢板为基板，进行合金化处理而得到。GA 板生产工艺是把经过表面处理的钢板退火后，在锌中浸镀几秒钟，经锌锅气刀控制的厚度，然后到锌锅上方的合金散处理，通过Fe和Zn的互相扩散，使锌层转变成Fe—Zn 合金层。与普通的热钢板相比，合金化镀锌板具有的性、耐热性、涂着性、焊接性和成形性，因此广泛应用于汽车车身制造领域。
金属的为取决于的织构、形貌和化学成分&—7'。采用中性盐雾实验研究了影GA钢板腐蚀行为的关键因素。
1试验材料与方法
实验材料是两种合金化热镀锌钢板，均在武钢有限各分厂完成。其完整工艺流程为：铁水脱硫$转炉冶炼$连铸$板坯检查及清理$板坯加热$热连轧$层流冷却$除鳞$酸洗连轧$热镀锌$合金(ZF)$光整$包装。二者除基板材料不同外，其工序的机组速度、锌液组成、锌液温度以及合金温度等工艺参数完全相同，分名为1号和2号样板，其锌层重制在50/50g/m2，实际测得1号和2号样板厚度分别为50.8g/m2和50.9g/m2，其化学成分见表1。
表1合金化镀锌板化学成分(wt%)
样品C Si Mn P S Cr Mo
1号
2号
0.075
0.0012
0.019
0.0049
1.72
0.13
0.0082
0.015
0.0054
0.0037
0.25
0.015
0.13
0.0020
盐雾试验采用SUGA盐雾试验箱，试验条件如下：NaCl溶液浓度为5%；试样摆放角度为30。；盐雾箱温度按35士2A控制；喷咀压力为0.5MPa。试样大小为75mmX150mm，试样表面平整，无擦划
收稿日期：2020-09-14修回日期：2020-10-29
作者简介：白会平(1979〜)，女，博士，教授级高工.E-mail:huipingbai@163 10
白会平周元贵周小舟雷泽红谢芬杨o：合金化热镀锌板的腐蚀行为研究
伤；试样表面用酒精棉球进行擦洗，保证试样表面洁
无油污；试样边部用专用透明胶带进行封边处理（
盐雾要3块，盐雾时间为72h。
采用Quanta400扫描电子显微镜和光学显微
镜对GA钢板的表面和微观形貌进；将
GA钢板微的抛光，采用光学显微
层中的裂纹分布。
采用Dektak XT光学表面轮廓仪检测合金化
板糙度。采用辉光放电光谱仪
（GDOES）分析Fe、Zn、Al板表面的分
布情况。
2结果与讨论
2.1盐雾实验
本次盐雾实验雾粒沉降量为1.5mL/80cm2•h, 72小时盐雾实验后的照片如图1所示。从图1中可以看出：（1）1号的锈远小于2号样品。（2）1号样品表面以白锈（即氧化锌）为主，边部有少量红锈，表明比较完整，的阳保护作用大生，钢板比较轻微。（3）2号喷雾72 ，出现大红锈，明大，的保护作用失效，发生了钢板。盐雾［表明1号合金化热板相较于2号样板具有较高的耐中性盐性能。
形成一层多孔的锌的氧化物薄膜，形成的机制是锌的溶解或者再沉淀。多孔薄引起锌通过高孔隙率区域的。锌的遵循直律，锌溶解后，锌的氢氧
钢板沉淀，形成第挡层。虽然锌的殳度的不同而异，但在相同的，锌的度相对于钢要。由此可见，镀锌钢板的和所决定，与钢基本身成分及合金的组分、均匀致密度及孔隙率息息相关。随着盐雾时间的延长，一旦镀殆尽，钢板红锈产生会取决于钢板本身成分,1号样品钢基中含有较高的Cr元素，Cr元素是型钝，可钢板本身耐盐性能。2.2表面和截面形貌
采用电镜观察GA板的表面形貌，如图2所示。从图2中可以看出：（1）合金中均存在A相和〔相。A相（FeZg67—ii）由&1相（FeZm、Fe n Zn40或Fe5Zn2i）与液态锌在约672C时包晶反
图1合金化镀锌板72小时盐雾实验结果
应生成，六方晶格，A相呈柱状；〔相（FeZn】3、FeZnQ由A相与液态锌在530C时包晶反应生成，单斜晶格，〔相一般存在于，呈粒状。（2）合金中A相和〔相两者含量比不相同，1号中A相比例略高于2号。（3）在合金化中均存在裂纹。裂纹形成是热镀锌层的合金化程中不可避免的，所以用OPS轻微抛光，采用光学显微GA中裂纹分布，如图3所示。
图2合金化镀锌板表面形貌
图3合金化镀锌板镀层表面裂纹分布
图3的裂纹分布结果表明1号样品裂纹数量明显低于2号样品，而且1号样品中裂纹之间的间距更宽。holvoo
进一步采用光学显微镜观察GA板的截面形貌，如图4所示。从图4中可看出，1号样品的GA
、更致密，2号的GA中存在少许疏松空洞。钢板GA镀层能将钢板与［环
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境隔离开来，镀层越致密均匀，镀层的屏障作用更强，更有利于钢板的性能；镀层的裂纹是
子如氯离子渗透到基体中的路径，裂纹越少，腐蚀通道越少，更有利于钢板的性能（
图4合金化镀锌板截面形貌
典当管理办法2.3表面粗糙度分析
糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。R&，糙度的一
它是轮廓上各点高度长度内的算术（糙度，光滑。GA|的三维形貌图如图5所示。1号的粗糙度R&为0.58#m,2号样品R&为0.70#m。表面粗糙度高，与际接触大，子越容易渗透到基体。
图5合金化镀锌板的3D形貌
2.4分
GA镀层中Fe、Zn、Al元素随深度变化图如图6所示。从图6中可以看到，Zn、Fe分布基同，而中Al有差异。1号样品中铝（放大50倍）为16%,2号样品中Al含量（放大50倍"为12.6%。众所周知，Al的保
护作用优于锌，因此镀层中Al高，有利于的性能。
3结论
在所有涂镀涂层产品中，耐盐性能取决
%
/
g
u
o
u
0246810121416
-----Zn
-
----Fe
——Al*50
%
/
g
u
o
u
Deptli/gm
0246810121416中国循证医学杂志
Deptli/gm
图6合金化镀锌板的辉光光谱图
于表面涂镀层厚度及涂镀层本身特性及钢基。1号合金板相比于2号样具有的耐盐水腐蚀性能。这与合金中相组成、A1、裂纹分布以及合金板糙度有关。合金化镀层中A1高，耐蚀性能；合金中裂纹分布越少，耐蚀性能；合金板糙度，耐蚀性能。
参考文献
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&'杜蓉等.自润滑热镀锌板的耐腐蚀行为研究&'•材料保护, 2018,3：124—126.(下转第16页)
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Investigation on Corrosion Resistance of Rail Steel U68CuCr
Zhu Min1#Li Chuang2Jin Ming3Zhao Guozhi1Yuan Qing4Liu Gang5
普利斯特里(1.Baosteel Corporation Central Research Institute(Qing shan)#Wuhan430080#Hubei;
2.Research Institute of Metals and Chemistry,China Railway Research Institute
Group Co.LTD,Beijing100081；
3.China Railway Guangzhou Group Co.,Ltd.,Guangzhou510088,Guangdong；
4KeyLaboratoryforFerrous Meta l urgyandResourcesUtilizationofMinistryof Education#Wuhan UniversityofScienceandTechnology#Wuhan430081#Hubei;
5WuhanIronandSteelcorporation#Wuhan430080#Hubei)
Abstract：The high-speed rail used in the Lion Ocean Tunnel is subject to wear and corrosion situation. New corrosion resistant rail U68CuCr is planned to replace the serving U71MnG rail.Salt s
pray test and subsequenIelecIrochemicalmeasuremenIandanalysisexperimenIareconducIedIocompareIhecorrosion resisIanceofIheabovesIeelrails#providingcorrosionlawdaIaforIheservicingsafeIyofIhenewcorrosion resisIanIrailU68CuCr.ResulIsindicaIeananodepassivaIioninIheresisIanIrailU68CuCrandnoapparenI anode passivation in the U71MnG rail when they are free of corrosion.The resistances of the rust layer in tworalsdecreasew"ththeetch"ngt"me#manfest"ngana t enuatedcorros"onres"stance.However#thearc radius of U68CuCr rail is larger than that of U71MnG rail,which demonstrates a better protective effect to Ihe maIrixof rusIlayer inIhe U68CuCr rail.The self-eIching currenIs ofIheIwo sIeels showIhaIIhe sIa-ble corrosion rate of U71MnG rail is about3.5times that of U68CuCr corrosion resistant rail.Results pro-videJefeJencefoJtheapplicationandseJvingsafetyofnewcoJJosionJesistantJailU68CuCJundeJthecoJ-JosiveenviJonments.
Key words：corrosion resistance rail；corrosion；polarization curve；electrochemical impedance spectroscopy(责任编辑：李文英)
(上接第12页)新目标英语七年级上
Corrosion of Hot-dip Galvannealed Steel Sheets
Bai Huiping1Zhou Yuangui1Zhou Xiaozhou2
Lei Zehong1Xie Fen1Yang Peng2
(1.Baosteel Central Research Institute(RiD Center of Wuhan Iron and
SteelCompanyLimited)#Wuhan430080#Hubei；
2.ColdRo l ingPlantofBaosteelWuhanLronandSteelCompanyLimited#
Wuhan430083#Hubei)
Abstract：The corrosion of hot—dip galvannealed(GA)steel sheets was studied by neutral salt spray teNtwiththeaidofopticalmicroNcopy#Ncanningelectron microNcope(SEM)#Nurfacecontourgraphand glow discharge optical emission spectrometer(GDOES).The results indicated that the sample1'showed higher corrosion resistance to neutral salt spray when compared with sample2'.This was related to different Al content in the GA caotings,cracks and surface roughness of the GA coatings.The more Al and less cracks in GA coatings and the smaller roughness of the GA coatings led to higher corrosion resistance.
Keywords：galvannealed；coJJosion；Joughness；cJack
（责任编辑：李文英）
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