工業(yè)大氣環(huán)境下鍍鋅鋼鍍層的腐蝕模擬方法和耐蝕性評價方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及錐鋒鋼的大氣腐蝕模擬和評價技術領域，具體涉及一種工業(yè)大氣環(huán)境 下錐鋒鋼錐層的腐蝕模擬方法和耐蝕性評價方法。
【背景技術】
[0002] 金屬材料在使用和服役的過程中，由于其與環(huán)境發(fā)生化學、電化學或物理作用，不 可避免的會發(fā)生腐蝕，如鋼鐵的生鎊。由于腐蝕的自發(fā)性和普遍性，造成了巨大的經(jīng)濟損 失。為了提高鋼鐵的耐蝕性和使用壽命，減小由于腐蝕帶來的損失，科研人員研發(fā)了多種提 高鋼鐵耐蝕性的方法。其中錐鋒防護方法，由于效果顯著、工藝相對簡單、價格低廉等特點， 得到廣泛應用。
[0003] 鋒的標準電極電勢為-0. 736V，比鐵的電勢負，可W起到犧牲陽極保護鋼鐵的作 用。鋒-鐵組合成腐蝕電池時，鋒發(fā)生陽極溶解，將電子提供給鐵，使鐵避免腐蝕。同時錐鋒 層對鋼鐵基體還有隔離保護作用，隔離大氣中的腐蝕介質與鋼鐵基體反應。鋒在中性介質 中容易純化，具有良好耐蝕性；在堿性介質中也會形成保護性氧化膜，避免鋒受到腐蝕。在 大多數(shù)自然環(huán)境中，鋒的腐蝕速度只有鋼鐵的十分之一到百分之一。錐鋒鋼的獨特之處還 在于：當錐層受到破壞而鋼鐵受到暴露時，鋒層與鋼鐵基體之間會形成電偶作用提供額外 的保護。根據(jù)錐層成分和生產(chǎn)方法，錐鋒可W分為許多種。根據(jù)生產(chǎn)方法可W分為熱浸、電 錐、機械壓接、滲鋒和熱噴涂等。其中熱浸和電錐工藝使用最廣。
[0004] 金屬材料在大氣中的腐蝕是一個復雜的過程。影響大氣腐蝕的因素很多，總體而 言包括材料自身的因素，如材料的種類、表面狀態(tài)、制備工藝等；還有環(huán)境因素，主要包括溫 度、相對濕度、表面潤濕時間、污染物等。送些因素的組合影響導致不同地區(qū)材料腐蝕速度 差異很大。根據(jù)地域或者污染物類別的不同，可W把大氣分為鄉(xiāng)村大氣、城市大氣、工業(yè)大 氣、海洋大氣、海洋工業(yè)大氣等?？紤]工業(yè)大氣環(huán)境的典型性和代表性W及腐蝕性相對嚴 酷，因此，進行金屬材料在工業(yè)大氣環(huán)境下的腐蝕研究，是現(xiàn)實的需要。
[0005] 大氣環(huán)境暴露試驗是研究材料大氣腐蝕與評價材料耐大氣腐蝕性的最基本、最直 接、最常用的方法。其操作簡單，試樣形狀尺寸不受限制；試驗的環(huán)境和條件與實際使用環(huán) 境相同，可真實反映材料在某一環(huán)境下的腐蝕狀況，實驗結果真實可靠；可W用來評估實際 環(huán)境下金屬的使用壽命，為材料選材、產(chǎn)品設計和防護提供科學依據(jù)。大環(huán)境暴露試驗也存 在一些不足，如；（1)實驗的周期太長，不能滿足及時需求；（2)由于大氣環(huán)境千變萬化，試 驗結果的平行性很差，難W進行更深入的腐蝕機制研究；（3)大氣腐蝕中的腐蝕因素不可 控，因此難于評估每個變量所起的作用等。為快速評定材料的耐蝕性和預測其使用壽命，科 研工作者已廣泛開展了各種實驗室模擬加速試驗研究。目前關于錐鋒板的耐工業(yè)大氣環(huán)境 腐蝕性評價還沒有規(guī)范的、標準的方法，因此，開展錐鋒板耐工業(yè)大氣環(huán)境腐蝕性評價研究 并建立規(guī)范的評價的方法，具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內容】

[0006] -種工業(yè)大氣環(huán)境下錐鋒鋼錐層的腐蝕模擬方法，該方法W錐鋒鋼為試驗材料， 采用噴霧/干燥循環(huán)腐蝕的方式模擬工業(yè)大氣腐蝕過程；一個循環(huán)周期為12h，其中噴霧 地，干燥化，循環(huán)周期的數(shù)量根據(jù)試驗需要確定，即錐鋒鋼錐層上出現(xiàn)紅鎊前結束試驗或者 出現(xiàn)紅鎊后結束試驗。
[0007] 噴霧和干燥的溫度為35°C，噴霧過程的相對濕度為100%，干燥過程的相對濕度 為20%W下。
[0008] 噴霧過程所用模擬工業(yè)大氣腐蝕介質的噴霧液組成為；NaHSOslO. 41g/L， 化CIO. 585g/l，其余為蒸傭水。
[0009] -種工業(yè)大氣環(huán)境下錐鋒鋼錐層的耐蝕性評價方法，該方法評價原則為；錐層表 面未出現(xiàn)紅鎊階段，W錐鋒層的腐蝕速率判斷錐層的耐蝕性，腐蝕速率越大，耐蝕性越差； 當錐鋒鋼出現(xiàn)紅鎊時，則W紅鎊出現(xiàn)的時間來判斷錐鋒層的保護作用，紅鎊出現(xiàn)時間越早， 紅鎊面積越大，錐鋒鋼的錐層保護作用越差。當錐鋒鋼在同一時間出現(xiàn)紅鎊時，W紅鎊面積 大小來判斷錐鋒層的保護作用。
[0010] W錐鋒層的腐蝕速率判斷錐層耐蝕性時，所述腐蝕速率獲得過程如下：
[0011] 首先計算錐鋒鋼樣不同試驗時間的腐蝕失重（至少Η組數(shù)據(jù)），然后對腐蝕失重 ΔW與腐蝕時間t按ΔW=Α+化公式進行線性擬合，ΔW為腐蝕失重（g/m2)，t為腐蝕時間 化our)，A、B為與試驗材料和試驗環(huán)境有關的常數(shù)，由擬合結果獲得。W腐蝕時間為橫坐標， 腐蝕失重為縱坐標繪制圖形，擬合直線的斜率即為腐蝕速率。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：
[0013] 本發(fā)明可用來模擬工業(yè)大氣腐蝕過程，具有模擬性、加速性和重現(xiàn)性，可用于快速 評價錐鋒層在工業(yè)大氣環(huán)境下的耐蝕性，為合理選用錐鋒防護W及預測其保護壽命提供依 據(jù)。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實施例1中E、I和J組中錐鋒鋼的腐蝕失重與腐蝕時間的關系曲 線；其中；(a化組；化）1組；（c)J組。
[0015] 圖2為己鋼廠不同錐鋒鋼腐蝕后的宏觀形貌照片，從左到右腐蝕時間依次為： 24h.48h.72h
[0016] 圖3為甲鋼廠不同錐鋒鋼腐蝕后的宏觀形貌照片，從左到右腐蝕時間依次為： 24h.48h.72h
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明首先對工業(yè)大氣環(huán)境下錐鋒鋼錐層的腐蝕進行模擬，然后建立了一種快速 評價錐鋒鋼錐層在工業(yè)大氣環(huán)境下耐蝕性的試驗方法?？舍槍Σ煌a(chǎn)廠的錐鋒板、或同 一生產(chǎn)廠的不同批次的錐鋒板或不同表面處理的錐鋒板等，快速評價錐鋒層在工業(yè)大氣環(huán) 境下耐蝕性和保護壽命。根據(jù)工業(yè)大氣環(huán)境特點，復合腐蝕溶液WNa服〇3為主，同時加少 量化C1，通過噴霧/干燥循環(huán)模擬工業(yè)大氣腐蝕過程。通過噴霧/干燥循環(huán)模擬工業(yè)大氣 腐蝕過程，其中：一個循環(huán)周期為12h，其中噴霧地，干燥化；噴霧和干燥的溫度為35°C，噴 霧過程的相對濕度為100%，干燥過程的相對濕度為20%w下；噴霧過程所用模擬工業(yè)大 氣腐蝕介質的噴霧液組成為；NaHSOslO. 41g/l，化CIO. 585g/l，其余為蒸傭水。
[0018] 對試樣腐蝕結果，利用腐蝕速率分析和宏觀形貌分析，快速評價錐鋒層的耐蝕性 和保護作用。評價的原則為：未出現(xiàn)紅鎊階段，W錐鋒層的腐蝕速率判斷錐層的耐蝕性，腐 蝕速率越大，耐蝕性越差；當錐鋒鋼出現(xiàn)紅鎊時，則W出現(xiàn)的時間來判斷錐鋒層的保護作 用，同一時間出現(xiàn)紅鎊W紅鎊面積大小來判斷。紅鎊出現(xiàn)時間越早，紅鎊面積越大，錐鋒鋼 的錐層保護作用越差。
[0019] W甲鋼廠和己鋼廠提供的各類錐鋒鋼為例。具體種類和編號見表1。根據(jù)不同需 要，將材料切割成不同尺寸。其中腐蝕失重分析的試樣尺寸為50mmX50mm;表面形貌分析 的試樣尺寸為20mmX20mm。所有試樣都經(jīng)過丙麗除油，酒精沖洗，吹干置于干燥器中待