工業大氣環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，具體涉及一種工業大氣環境 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，由于其與環境發生化學、電化學或物理作用，不 可避免的會發生腐蝕，如鋼鐵的生鎊。由于腐蝕的自發性和普遍性，造成了巨大的經濟損 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 大多數自然環境中，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。根據錐層成分和生產方法，錐鋒可W分為許多種。根據生產方法可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、制備工藝等；還有環境因素，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材料腐蝕速度 差異很大。根據地域或者污染物類別的不同，可W把大氣分為鄉村大氣、城市大氣、工業大 氣、海洋大氣、海洋工業大氣等。考慮工業大氣環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大氣環境下的腐蝕研究，是現實的需要。
[0005] 大氣環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；試驗的環境和條件與實際使用環 境相同，可真實反映材料在某一環境下的腐蝕狀況，實驗結果真實可靠；可W用來評估實際 環境下金屬的使用壽命，為材料選材、產品設計和防護提供科學依據。大環境暴露試驗也存 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大氣環境 腐蝕性評價還沒有規范的、標準的方法，因此，開展錐鋒板耐工業大氣環境腐蝕性評價研究 并建立規范的評價的方法，具有重要的現實意義。
【發明內容】
[0006] -種工業大氣環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/干燥循環腐蝕的方式模擬工業大氣腐蝕過程；一個循環周期為12h，其中噴霧 地，干燥化，循環周期的數量根據試驗需要確定，即錐鋒鋼錐層上出現紅鎊前結束試驗或者 出現紅鎊后結束試驗。
[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] -種工業大氣環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； 當錐鋒鋼出現紅鎊時，則W紅鎊出現的時間來判斷錐鋒層的保護作用，紅鎊出現時間越早， 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組數據），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境有關的常數，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] 本發明的優點及有益效果是：
[0013] 本發明可用來模擬工業大氣腐蝕過程，具有模擬性、加速性和重現性，可用于快速 評價錐鋒層在工業大氣環境下的耐蝕性，為合理選用錐鋒防護W及預測其保護壽命提供依 據。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明實施例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] 本發明首先對工業大氣環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大氣環境下耐蝕性的試驗方法。可針對不同生產廠的錐鋒板、或同 一生產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大氣環 境下耐蝕性和保護壽命。根據工業大氣環境特點，復合腐蝕溶液WNa服〇3為主，同時加少 量化C1，通過噴霧/干燥循環模擬工業大氣腐蝕過程。通過噴霧/干燥循環模擬工業大氣 腐蝕過程，其中：一個循環周期為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；當錐鋒鋼出現紅鎊時，則W出現的時間來判斷錐鋒層的保護作 用，同一時間出現紅鎊W紅鎊面積大小來判斷。紅鎊出現時間越早，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。所有試樣都經過丙麗除油，酒精沖洗，吹干置于干燥器中待