鍍鋅工藝培訓(xùn)gai

1、 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page1 首鋼熱鍍鋅機(jī)組培訓(xùn)首鋼熱鍍鋅機(jī)組培訓(xùn)主講人：陳主講人：陳 波波 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page2思考：思考：為什么帶鋼表面要鍍鋅？（1）金屬的腐蝕 問題問題1. 金屬的腐蝕機(jī)理金屬的腐蝕機(jī)理 問題問題2. 金屬的大氣腐蝕金屬的大氣腐蝕 問題問題3. ”犧牲陽(yáng)極犧牲陽(yáng)極“保護(hù)保護(hù) 問題問題4. 鍍鋅層對(duì)鋼鐵腐蝕的防護(hù)過程鍍鋅層對(duì)鋼鐵腐蝕的防護(hù)過程（2）外表美觀第一章第一章 帶鋼連續(xù)熱鍍鋅概述帶鋼連續(xù)熱鍍鋅概述 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page3（1）金屬腐蝕的定義）金屬腐蝕的定義 當(dāng)金屬和周圍介質(zhì)

2、接觸時(shí)，由于發(fā)生當(dāng)金屬和周圍介質(zhì)接觸時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)化學(xué)和和電化學(xué)作用電化學(xué)作用而引起的而引起的破壞破壞叫叫做金屬的腐蝕。做金屬的腐蝕。（2）金屬腐蝕的危害）金屬腐蝕的危害 金屬腐蝕后失去了金屬的特性，在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都將發(fā)金屬腐蝕后失去了金屬的特性，在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)受到巨大的損失。故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)受到巨大的損失。 鋼鐵產(chǎn)品的鋼鐵產(chǎn)品的1/10消耗于腐蝕。被腐蝕報(bào)廢的金屬制品

3、的制造價(jià)值往往要消耗于腐蝕。被腐蝕報(bào)廢的金屬制品的制造價(jià)值往往要比金屬本身的價(jià)值高很多。比金屬本身的價(jià)值高很多。 金屬的腐蝕及危害金屬的腐蝕及危害 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page4問題一：金屬的腐蝕機(jī)理問題一：金屬的腐蝕機(jī)理 思考：思考：鋼鐵為什么會(huì)被腐蝕？鋼鐵為什么會(huì)被腐蝕？u金屬的腐蝕按反應(yīng)機(jī)理的不同分為：金屬的腐蝕按反應(yīng)機(jī)理的不同分為：（1）物理腐蝕：）物理腐蝕：?jiǎn)渭兊奈锢砣芙鈫渭兊奈锢砣芙馑鸬钠茐乃鸬钠茐模?）化學(xué)腐蝕）化學(xué)腐蝕（3）電化學(xué)腐蝕）電化學(xué)腐蝕 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page5u 金屬材料與外界介質(zhì)發(fā)生金屬材料與外界介質(zhì)發(fā)

4、生純化學(xué)反應(yīng)純化學(xué)反應(yīng)而損壞的現(xiàn)象而損壞的現(xiàn)象.u 反應(yīng)特點(diǎn)是非電解質(zhì)中的氧化劑直接與反應(yīng)特點(diǎn)是非電解質(zhì)中的氧化劑直接與金屬表面金屬表面的原子相的原子相互作用形成腐蝕產(chǎn)物，反應(yīng)過程中互作用形成腐蝕產(chǎn)物，反應(yīng)過程中無電流無電流產(chǎn)生。產(chǎn)生。u 化學(xué)腐蝕的化學(xué)腐蝕的介質(zhì)通常為干燥氣體和非電解質(zhì)溶液介質(zhì)通常為干燥氣體和非電解質(zhì)溶液。這種腐。這種腐蝕往往在高溫條件下比在低溫條件下快得多蝕往往在高溫條件下比在低溫條件下快得多 。u 實(shí)際中由于化學(xué)腐蝕造成的金屬腐蝕是很少的。實(shí)際中由于化學(xué)腐蝕造成的金屬腐蝕是很少的?；瘜W(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page6u金屬材料與外界介質(zhì)

5、（金屬材料與外界介質(zhì)（電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液）發(fā)生）發(fā)生電化學(xué)作用電化學(xué)作用而損而損壞的現(xiàn)象。壞的現(xiàn)象。 u其特點(diǎn)是腐蝕反應(yīng)包含一個(gè)陽(yáng)極氧化反應(yīng)和一個(gè)陰極還原其特點(diǎn)是腐蝕反應(yīng)包含一個(gè)陽(yáng)極氧化反應(yīng)和一個(gè)陰極還原反應(yīng)。兩反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，反應(yīng)過程中反應(yīng)。兩反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，反應(yīng)過程中有電流有電流產(chǎn)生。產(chǎn)生。 u金屬在大氣、海水、土壤及各種電解質(zhì)溶液中的腐蝕均屬金屬在大氣、海水、土壤及各種電解質(zhì)溶液中的腐蝕均屬于此類腐蝕。于此類腐蝕。金屬破壞大多數(shù)是電化學(xué)腐蝕所致。金屬破壞大多數(shù)是電化學(xué)腐蝕所致。 u電化學(xué)腐蝕在生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛存在。電化學(xué)腐蝕在生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛存在。 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 首鋼股份公司順義冷軋分

6、公司，2007陳波制作page7化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別（1）化學(xué)腐蝕是一種單純的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過程無電流產(chǎn)生；電化學(xué)腐）化學(xué)腐蝕是一種單純的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過程無電流產(chǎn)生；電化學(xué)腐蝕反應(yīng)過程有電流產(chǎn)生。蝕反應(yīng)過程有電流產(chǎn)生。（2）化學(xué)腐蝕在表面進(jìn)行，對(duì)鋼鐵內(nèi)部影響不大；電化學(xué)腐蝕在鋼鐵表）化學(xué)腐蝕在表面進(jìn)行，對(duì)鋼鐵內(nèi)部影響不大；電化學(xué)腐蝕在鋼鐵表面和內(nèi)部都能進(jìn)行，是導(dǎo)致鋼鐵被透徹腐蝕的主要原因。面和內(nèi)部都能進(jìn)行，是導(dǎo)致鋼鐵被透徹腐蝕的主要原因。（3）電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕在機(jī)理上的主要區(qū)別在于電化學(xué)腐蝕時(shí)，金）電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕在機(jī)理上的主要區(qū)別在于電化學(xué)腐蝕時(shí)，金

7、屬與介質(zhì)的相互作用被分為兩個(gè)獨(dú)立的共軛反應(yīng)：陽(yáng)極（放出電子的屬與介質(zhì)的相互作用被分為兩個(gè)獨(dú)立的共軛反應(yīng)：陽(yáng)極（放出電子的電極）過程是金屬原子以離子形式進(jìn)入溶液；陰極（得到電子的電極）電極）過程是金屬原子以離子形式進(jìn)入溶液；陰極（得到電子的電極）過程是從陽(yáng)極過來的電子，被電解質(zhì)溶液中能夠吸收電子的氧化性物過程是從陽(yáng)極過來的電子，被電解質(zhì)溶液中能夠吸收電子的氧化性物質(zhì)接受而發(fā)生還原反應(yīng)。質(zhì)接受而發(fā)生還原反應(yīng)。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page8 為什么鋼鐵會(huì)腐蝕？為什么鋼鐵會(huì)腐蝕？u其根本原因還是鋼鐵自身的原因，任何金屬最穩(wěn)定的狀態(tài)其根本原因還是鋼鐵自身的原因，任何金屬最穩(wěn)定的

8、狀態(tài)就是它原來在自然界中所處的狀況，所以一旦條件適合，就是它原來在自然界中所處的狀況，所以一旦條件適合，它們便恢復(fù)到原先的礦物狀態(tài)，生成氧化物、硫化物、碳它們便恢復(fù)到原先的礦物狀態(tài)，生成氧化物、硫化物、碳酸鹽等，這就是金屬的腐蝕現(xiàn)象。酸鹽等，這就是金屬的腐蝕現(xiàn)象。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page9影響金屬腐蝕的外因（外界介質(zhì)）影響金屬腐蝕的外因（外界介質(zhì)）u腐蝕除決定于金屬本身的化學(xué)性質(zhì)和組織結(jié)構(gòu)外，還與周腐蝕除決定于金屬本身的化學(xué)性質(zhì)和組織結(jié)構(gòu)外，還與周圍的介質(zhì)有很大關(guān)系。圍的介質(zhì)有很大關(guān)系。u如潮濕環(huán)境比干燥環(huán)境容易銹蝕，雜質(zhì)多的比雜質(zhì)少的金如潮濕環(huán)境比干燥環(huán)境容易銹

9、蝕，雜質(zhì)多的比雜質(zhì)少的金屬容易銹蝕，高溫條件下比低溫條件下容易銹蝕，有害雜屬容易銹蝕，高溫條件下比低溫條件下容易銹蝕，有害雜質(zhì)多的、臟的環(huán)境比空氣流通、干凈的環(huán)境易銹蝕，金屬質(zhì)多的、臟的環(huán)境比空氣流通、干凈的環(huán)境易銹蝕，金屬零件表面光潔度低的比表面光潔度高的易銹蝕等等。零件表面光潔度低的比表面光潔度高的易銹蝕等等。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page10問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕一、鋼的大氣腐蝕一、鋼的大氣腐蝕 鋼鐵在大氣腐蝕中生成的銹層中含鋼鐵在大氣腐蝕中生成的銹層中含F(xiàn)eO、Fe2O3、Fe3O4，其中，其中FeO、Fe2O3比較比較疏松疏松，易溶解易

10、溶解，而且，而且Fe2+還會(huì)進(jìn)一步氧化。因而鋼鐵表面生成的銹層并不能還會(huì)進(jìn)一步氧化。因而鋼鐵表面生成的銹層并不能減緩鋼鐵表面繼續(xù)腐蝕的速度。當(dāng)空氣中含有減緩鋼鐵表面繼續(xù)腐蝕的速度。當(dāng)空氣中含有SO2氣體時(shí)，氣體時(shí)，將在銹層的底部生成將在銹層的底部生成FeSO44H2O和和Fe2(SO4)3等白等白色結(jié)晶。它們對(duì)鋼的腐蝕起色結(jié)晶。它們對(duì)鋼的腐蝕起促進(jìn)促進(jìn)作用，還能引起作用，還能引起點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page11二、鋅的大氣腐蝕二、鋅的大氣腐蝕 u在干燥狀態(tài)時(shí)，由于鋅的性能較活潑，也能生成在干燥狀態(tài)時(shí)，由于鋅的性能較活潑，也能生成ZnO，在，在潮濕的大氣中，鍍

11、鋅層表面存在水膜，也會(huì)發(fā)生有氧參與潮濕的大氣中，鍍鋅層表面存在水膜，也會(huì)發(fā)生有氧參與的電化學(xué)腐蝕。于是鋅的表面會(huì)生成由的電化學(xué)腐蝕。于是鋅的表面會(huì)生成由ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3組成的銹層組成的銹層（白銹）（白銹）。u由于由于ZnO的體積比金屬鋅的體積大的體積比金屬鋅的體積大0.44倍，所以銹層的倍，所以銹層的初期比較初期比較致密致密，而且在潮濕情況下生成的，而且在潮濕情況下生成的Zn(OH)2、ZnCO3組成的銹層組成的銹層粘附性較好粘附性較好，所以鋅比鋼鐵的耐大氣，所以鋅比鋼鐵的耐大氣腐蝕性能好，見下表。腐蝕性能好，見下表。問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕 首鋼股份公

12、司順義冷軋分公司，2007陳波制作page12 鋅和鋼在不同大氣中的重量損失鋅和鋼在不同大氣中的重量損失大氣大氣種類種類 鋅損失量鋅損失量g/(m2a) 含銅含銅0.05%的鋼損失量的鋼損失量g/(m2a) 損失量比較損失量比較鋅：鋼鋅：鋼 工業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū) 82 1300 1：15.7 城市城市 43 600 1：14.0 農(nóng)村農(nóng)村 15 430 1：28.4 u 在空氣受到污染且鋅在露天的情況下，由于空氣中在空氣受到污染且鋅在露天的情況下，由于空氣中SO2、NO2以以及及Cl-的存在都會(huì)加劇鋅的腐蝕。所以鍍鋅板在不同環(huán)境中使用時(shí)，的存在都會(huì)加劇鋅的腐蝕。所以鍍鋅板在不同環(huán)境中使用時(shí)，其使用壽命

13、和耐蝕性有較大的差別。其使用壽命和耐蝕性有較大的差別。問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page13三、鋁的大氣腐蝕三、鋁的大氣腐蝕 （先講犧牲陽(yáng)極保護(hù)法）（先講犧牲陽(yáng)極保護(hù)法） 鋁在大氣中也會(huì)發(fā)生腐蝕，表面會(huì)生成氧化層，而鋁在大氣中也會(huì)發(fā)生腐蝕，表面會(huì)生成氧化層，而Al2O3是非常是非常穩(wěn)穩(wěn)定定和和難于溶解難于溶解的物質(zhì)，它使鋼板表面處于一種鈍態(tài)，極不活躍，即的物質(zhì)，它使鋼板表面處于一種鈍態(tài)，極不活躍，即使刮傷后也能很快再生成使刮傷后也能很快再生成Al2O3，保護(hù)了，保護(hù)了Al的進(jìn)一步氧化，所以具的進(jìn)一步氧化，所以具有良好的耐氧化性，

14、但因此對(duì)鋼板的陰極保護(hù)作用不如鍍鋅層。有良好的耐氧化性，但因此對(duì)鋼板的陰極保護(hù)作用不如鍍鋅層。u 思考：思考： 為什么鍍鋁鋼板陰極保護(hù)作用不如鍍鋅板？為什么鍍鋁鋼板陰極保護(hù)作用不如鍍鋅板？u 鋅是一種既可以防止鋼鐵腐蝕又能受自身腐蝕產(chǎn)物保護(hù)使自身腐蝕鋅是一種既可以防止鋼鐵腐蝕又能受自身腐蝕產(chǎn)物保護(hù)使自身腐蝕速度減慢的金屬，用鋅作為表面包層來保護(hù)鋼材成本比較低，這就速度減慢的金屬，用鋅作為表面包層來保護(hù)鋼材成本比較低，這就促成了熱鍍鋅工業(yè)的發(fā)展，使熱鍍鋅成為應(yīng)用最廣泛的金屬防腐蝕促成了熱鍍鋅工業(yè)的發(fā)展，使熱鍍鋅成為應(yīng)用最廣泛的金屬防腐蝕方法。方法。 問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕

15、 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page14四、溫度對(duì)腐蝕情況的影響四、溫度對(duì)腐蝕情況的影響 一般說來，溫度升高腐蝕加速。當(dāng)然也有例外，如鋼鐵件在沸騰海一般說來，溫度升高腐蝕加速。當(dāng)然也有例外，如鋼鐵件在沸騰海水中因氧的溶解度隨溫度升高而下降，其腐蝕速率反而比熱海水的水中因氧的溶解度隨溫度升高而下降，其腐蝕速率反而比熱海水的腐蝕速率低。腐蝕速率低。五、環(huán)境差異對(duì)腐蝕情況的影響五、環(huán)境差異對(duì)腐蝕情況的影響u 海洋氣候：海洋氣候： 潮濕，富含鹽類，給金屬電化學(xué)腐蝕提供充足的電解質(zhì)。潮濕，富含鹽類，給金屬電化學(xué)腐蝕提供充足的電解質(zhì)。u 工業(yè)區(qū)：工業(yè)區(qū)： 大氣中富含大氣中富含SO2、NO

16、2、CO2，造成酸性環(huán)境。，造成酸性環(huán)境。問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page15問題三：?jiǎn)栴}三：“犧牲陽(yáng)極犧牲陽(yáng)極”保護(hù)保護(hù)u”犧牲陽(yáng)極犧牲陽(yáng)極“保護(hù)是陰極保護(hù)兩種方法之一。保護(hù)是陰極保護(hù)兩種方法之一。u陰極保護(hù)，是一個(gè)電化學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，它是給需要保護(hù)的金陰極保護(hù)，是一個(gè)電化學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，它是給需要保護(hù)的金屬補(bǔ)充大量的電子，使被保護(hù)金屬整體處于電子過剩的狀屬補(bǔ)充大量的電子，使被保護(hù)金屬整體處于電子過剩的狀態(tài)，使金屬表面各點(diǎn)達(dá)到同一負(fù)電位，金屬原子不容易失態(tài)，使金屬表面各點(diǎn)達(dá)到同一負(fù)電位，金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。去電

17、子而變成離子溶入溶液。u實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬的陰極保護(hù)有兩種辦法：外加電流陰極保護(hù)和實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬的陰極保護(hù)有兩種辦法：外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page16強(qiáng)制外加電流保護(hù)法強(qiáng)制外加電流保護(hù)法u 強(qiáng)制外加電流陰極保護(hù)是通過外加強(qiáng)制外加電流陰極保護(hù)是通過外加直流電源直流電源以及以及輔助陽(yáng)極輔助陽(yáng)極，迫使電，迫使電流從土壤中流向被保護(hù)金屬，使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境。流從土壤中流向被保護(hù)金屬，使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境。u 被保護(hù)金屬、輔助陽(yáng)極在腐蝕介質(zhì)中形成的電解池中，分別是負(fù)極、被保護(hù)金屬、輔助陽(yáng)極在腐蝕介質(zhì)中形成的電解

18、池中，分別是負(fù)極、正極。正極。u 輔助陽(yáng)極本身不消耗。輔助陽(yáng)極本身不消耗。u 強(qiáng)制外加電流保護(hù)方法需要一個(gè)持續(xù)不斷的電流，所以在這套保護(hù)強(qiáng)制外加電流保護(hù)方法需要一個(gè)持續(xù)不斷的電流，所以在這套保護(hù)方案中必須有恒電位儀對(duì)電流進(jìn)行控制。方案中必須有恒電位儀對(duì)電流進(jìn)行控制。u 此保護(hù)方法一般用在大型的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備中，如機(jī)場(chǎng)油庫(kù)的長(zhǎng)達(dá)幾此保護(hù)方法一般用在大型的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備中，如機(jī)場(chǎng)油庫(kù)的長(zhǎng)達(dá)幾十公里的輸油管線保護(hù)等。十公里的輸油管線保護(hù)等。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page17 犧牲陽(yáng)極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極保護(hù)法u 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法是將電位更負(fù)或者說更為活潑的金屬與被保護(hù)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)

19、法是將電位更負(fù)或者說更為活潑的金屬與被保護(hù)金屬連接，并處于同一電解質(zhì)中，使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)金屬連接，并處于同一電解質(zhì)中，使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)金屬上去，使整個(gè)被保護(hù)金屬處于一個(gè)較負(fù)的、相同的電位下。也金屬上去，使整個(gè)被保護(hù)金屬處于一個(gè)較負(fù)的、相同的電位下。也就是通過兩者形成原電池，保護(hù)金屬代替被保護(hù)金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，就是通過兩者形成原電池，保護(hù)金屬代替被保護(hù)金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，代替被保護(hù)金屬被腐蝕消耗。代替被保護(hù)金屬被腐蝕消耗。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)示意圖（摘自高中化學(xué)課本） 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page18 u金屬電極電位較低的金屬優(yōu)先發(fā)生氧化，失去電子，向

20、金金屬電極電位較低的金屬優(yōu)先發(fā)生氧化，失去電子，向金屬電極電位較高的金屬提供電子，防止其發(fā)生氧化。屬電極電位較高的金屬提供電子，防止其發(fā)生氧化。ZnFeeZn 2+Fe 2+e 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page19電極電位電極電位u 標(biāo)準(zhǔn)電極電位：標(biāo)準(zhǔn)電極電位： 金屬活動(dòng)性是指金屬原子在水溶液中丟失電子的能力，金屬的位置金屬活動(dòng)性是指金屬原子在水溶液中丟失電子的能力，金屬的位置越靠前，金屬在水溶液中就越容易丟失電子變成離子，它的活動(dòng)性越靠前，金屬在水溶液中就越容易丟失電子變成離子，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。就越強(qiáng)。 早期的化學(xué)家把金屬跟酸、水等反應(yīng)的劇烈程度作為衡量金屬活動(dòng)性大小的

21、標(biāo)志，早期的化學(xué)家把金屬跟酸、水等反應(yīng)的劇烈程度作為衡量金屬活動(dòng)性大小的標(biāo)志，是不嚴(yán)格的。準(zhǔn)確的方法是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位來比較金屬的活動(dòng)性大小，而是不嚴(yán)格的。準(zhǔn)確的方法是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位來比較金屬的活動(dòng)性大小，而標(biāo)準(zhǔn)電極電位也是以氫電極定為零作為標(biāo)準(zhǔn)來測(cè)定的。（單個(gè)電極的絕對(duì)電極電標(biāo)準(zhǔn)電極電位也是以氫電極定為零作為標(biāo)準(zhǔn)來測(cè)定的。（單個(gè)電極的絕對(duì)電極電位無法測(cè)得，只能測(cè)得相對(duì)電極電位）位無法測(cè)得，只能測(cè)得相對(duì)電極電位）u 規(guī)定：將標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為規(guī)定：將標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為負(fù)極負(fù)極與待測(cè)電極組成電池，電位差即該電與待測(cè)電極組成電池，電位差即該電極的相對(duì)電極電位，比標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電位高的為正，反之

22、為負(fù)。極的相對(duì)電極電位，比標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電位高的為正，反之為負(fù)。 標(biāo)準(zhǔn)電極電位為負(fù)值的金屬比氫活潑；標(biāo)準(zhǔn)電極電位為正值的金屬活標(biāo)準(zhǔn)電極電位為負(fù)值的金屬比氫活潑；標(biāo)準(zhǔn)電極電位為正值的金屬活動(dòng)性小于氫。動(dòng)性小于氫。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page20電極電位電極電位u 金屬中或多或少總會(huì)含有某些雜質(zhì)，不同的金屬有不同的電位，同一金屬中或多或少總會(huì)含有某些雜質(zhì)，不同的金屬有不同的電位，同一種金屬內(nèi)的不同組成物也有不同的電位。當(dāng)金屬與某一種能導(dǎo)電的溶液種金屬內(nèi)的不同組成物也有不同的電位。當(dāng)金屬與某一種能導(dǎo)電的溶液接觸時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電位差，使溶液中出現(xiàn)電子流，使電位低的金屬首先接觸

23、時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電位差，使溶液中出現(xiàn)電子流，使電位低的金屬首先被腐蝕。被腐蝕。 Zn與與Fe的電極過程的電極過程電極過程電極過程 標(biāo)準(zhǔn)電極電位，伏標(biāo)準(zhǔn)電極電位，伏 Zn的電極過程的電極過程 Zn-2eZn 2+ -0.762 O2+2H2O+4e4OH-+0.401 Fe的電極過程的電極過程 Fe-2eFe 2+-0.439 2H+2eH20.000 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page21電極電位電極電位金屬在金屬在25時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位（對(duì)于（對(duì)于MeMe+ + ne的電極反應(yīng)）的電極反應(yīng)）電極過程電極過程 標(biāo)準(zhǔn)電位標(biāo)準(zhǔn)電位/V電極過程電極過程標(biāo)準(zhǔn)電位標(biāo)準(zhǔn)電位/V

24、Al Al3+-1.66Sn Sn2+-0.136Zn Zn2+-0.762Cd Cd2+-0.403Fe Fe2+-0.44Cu Cu2+0.34Pb Pb2+-0.126Ag Ag+ 0.7996 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page22（1）金屬防腐的方法）金屬防腐的方法改善金屬的本質(zhì)改善金屬的本質(zhì) 如：鋼中加入鎳、鉻制成不銹鋼如：鋼中加入鎳、鉻制成不銹鋼形成保護(hù)層（把被保護(hù)金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，或?qū)饘龠M(jìn)行表面處理形成保護(hù)層（把被保護(hù)金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，或?qū)饘龠M(jìn)行表面處理 ） 如：噴漆、搪瓷、電鍍、熱浸鍍（包括熱鍍鋅）等如：噴漆、搪瓷、電鍍、熱浸鍍（包括熱鍍鋅）等改善腐

25、蝕環(huán)境改善腐蝕環(huán)境 如：減少腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中的氧，控制環(huán)境溫度、濕度等。也可以采如：減少腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中的氧，控制環(huán)境溫度、濕度等。也可以采用在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)（緩蝕劑）來減少和防止金屬腐蝕。用在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)（緩蝕劑）來減少和防止金屬腐蝕。電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法 如：犧牲陽(yáng)極保護(hù)法（常用于保護(hù)海輪外殼如：犧牲陽(yáng)極保護(hù)法（常用于保護(hù)海輪外殼 ）金屬的防腐金屬的防腐 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page23（2）解決鋼材腐蝕問題通常采用以下兩種方法：）解決鋼材腐蝕問題通常采用以下兩種方法： 合金防腐合金防腐 就是將鋼制成

26、含有就是將鋼制成含有Ni、Cr等化學(xué)成分的不銹鋼及耐蝕鋼等化學(xué)成分的不銹鋼及耐蝕鋼 表面包層防腐表面包層防腐 就是在鋼材表面形成金屬鍍層（鋅、鋁、錫、鉛等）、非就是在鋼材表面形成金屬鍍層（鋅、鋁、錫、鉛等）、非金屬涂層（漆、塑料）或非金屬膜。金屬涂層（漆、塑料）或非金屬膜。 金屬的防腐金屬的防腐 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page24熱鍍鋅簡(jiǎn)介熱鍍鋅簡(jiǎn)介熱鍍鋅（熱鍍鋅（Hot Dip Galvanizing)發(fā)明于十八世紀(jì)中葉發(fā)明于十八世紀(jì)中葉1836年，年，鋼板熱鍍鋅最早工業(yè)生產(chǎn)，法國(guó)工程師鋼板熱鍍鋅最早工業(yè)生產(chǎn)，法國(guó)工程師索勒，索勒，原料：原料：熱軋熱軋鋼板；鋼板；質(zhì)量不

27、好、鍍層不均勻并且成本很高。質(zhì)量不好、鍍層不均勻并且成本很高。1931年，年，第一次使用第一次使用冷軋卷冷軋卷帶鋼連續(xù)生產(chǎn)，波蘭工程師帶鋼連續(xù)生產(chǎn)，波蘭工程師森吉米爾，森吉米爾，使熱鍍鋅板在此后的發(fā)展中進(jìn)入了一個(gè)新的進(jìn)程。使熱鍍鋅板在此后的發(fā)展中進(jìn)入了一個(gè)新的進(jìn)程。20世紀(jì)下半葉最重要的技術(shù)進(jìn)展：合金鍍世紀(jì)下半葉最重要的技術(shù)進(jìn)展：合金鍍 50-60年代年代 熱鍍鋁熱鍍鋁 70年代美國(guó)伯利恒發(fā)明年代美國(guó)伯利恒發(fā)明Galvalume (43.4%Zn-55%Al-1.6%) 80年代國(guó)際鉛鋅組織（年代國(guó)際鉛鋅組織（ILZRO)資助比利時(shí)列日冶金研究中心資助比利時(shí)列日冶金研究中心（CRM）發(fā)明了）發(fā)

28、明了Galfan Zn-5%Al-RE 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page25第一節(jié)第一節(jié) 鍍鋅層的保護(hù)原理鍍鋅層的保護(hù)原理一、一、鍍鋅層的化學(xué)腐蝕鍍鋅層的化學(xué)腐蝕 2Zn+O2=2ZnO Zn+H2O=ZnO+H2 Zn+CO2=ZnO+CO 上述三式在高溫下反應(yīng)劇烈，會(huì)生成致密的氧化鋅薄膜，而在室溫下進(jìn)行的非常緩上述三式在高溫下反應(yīng)劇烈，會(huì)生成致密的氧化鋅薄膜，而在室溫下進(jìn)行的非常緩慢。慢。ZnO膜每膜每100小時(shí)增加厚度約小時(shí)增加厚度約1埃。膜厚在埃。膜厚在200埃以下時(shí)肉眼是察覺不到的。埃以下時(shí)肉眼是察覺不到的。它的生長(zhǎng)起始于鋅的結(jié)晶體，而且和它下面金屬結(jié)合很牢固。隨

29、著它的生長(zhǎng)起始于鋅的結(jié)晶體，而且和它下面金屬結(jié)合很牢固。隨著ZnO薄膜的增薄膜的增加，達(dá)到加，達(dá)到300-400埃時(shí)，人們?nèi)庋鄄趴吹?。由于埃時(shí)，人們?nèi)庋鄄趴吹健Ｓ捎赯nO比鋅的體積大比鋅的體積大44-59。特別在膜厚度較大時(shí)，在內(nèi)部或外部應(yīng)力的作用下容易產(chǎn)生破裂，這時(shí)保護(hù)作用特別在膜厚度較大時(shí)，在內(nèi)部或外部應(yīng)力的作用下容易產(chǎn)生破裂，這時(shí)保護(hù)作用也即失去。也即失去。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page26二、鍍鋅層的電化學(xué)腐蝕二、鍍鋅層的電化學(xué)腐蝕 u 鍍鋅板表面有水存積的時(shí)候，由于水中溶解一定量的氧，二氧化碳鍍鋅板表面有水存積的時(shí)候，由于水中溶解一定量的氧，二氧化碳及二氧化硫

30、等腐蝕性介質(zhì)，便形成了電解液。其化學(xué)反應(yīng)不可避免及二氧化硫等腐蝕性介質(zhì)，便形成了電解液。其化學(xué)反應(yīng)不可避免的發(fā)生了。其反應(yīng)式如下：的發(fā)生了。其反應(yīng)式如下： 陽(yáng)極反應(yīng)：陽(yáng)極反應(yīng)：Zn-2eZn2+ 陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：O2+2H2O+4e4OH u 在陽(yáng)極反應(yīng)過程中，鋅被溶解。在陰極發(fā)生的反應(yīng)稱為氧的去極化在陽(yáng)極反應(yīng)過程中，鋅被溶解。在陰極發(fā)生的反應(yīng)稱為氧的去極化反應(yīng)。因在電解液中溶解有一定量的氧，特別在電解液和空氣接觸反應(yīng)。因在電解液中溶解有一定量的氧，特別在電解液和空氣接觸的界面處，此反應(yīng)進(jìn)行得更為激烈，常稱為界面腐蝕，反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)的界面處，此反應(yīng)進(jìn)行得更為激烈，常稱為界面腐蝕，反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生的

31、銹蝕產(chǎn)物為：生的銹蝕產(chǎn)物為： Zn2+OHZn(OH)2ZnOH2O 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page27熱鍍鋅板的大氣腐蝕試驗(yàn)熱鍍鋅板的大氣腐蝕試驗(yàn)腐蝕環(huán)境氣氛腐蝕速度15年的腐蝕損失，雙面腐蝕年限m/a厚度m重量g/m2厚50m（350 g/m2）距海岸100m內(nèi)的陸地（鹽濃度大）1522531503年4月距海岸17km內(nèi)的陸地（鹽濃度?。?9012608年4月工業(yè)城市（空氣污染嚴(yán)重）812016806年3月一般城市（空氣較新鮮）34563016年8月農(nóng)村（空氣新鮮）11521050年 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page28三、鋅層對(duì)鋼鐵腐蝕的保護(hù)過程

32、三、鋅層對(duì)鋼鐵腐蝕的保護(hù)過程 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page29鋅層對(duì)鋼鐵腐蝕的保護(hù)過程鋅層對(duì)鋼鐵腐蝕的保護(hù)過程 表面的鍍層完整，鋅層對(duì)鋼材進(jìn)行物理保護(hù)，鋅在大氣中被腐蝕；表面的鍍層完整，鋅層對(duì)鋼材進(jìn)行物理保護(hù)，鋅在大氣中被腐蝕； 鍍層中的合金層暴露于大氣中，鋅層對(duì)鋼材進(jìn)行物理保護(hù)，由于電鍍層中的合金層暴露于大氣中，鋅層對(duì)鋼材進(jìn)行物理保護(hù)，由于電極電位的不同，純鋅層對(duì)合金層提供陽(yáng)極保護(hù)而優(yōu)先腐蝕；極電位的不同，純鋅層對(duì)合金層提供陽(yáng)極保護(hù)而優(yōu)先腐蝕； 純鋅層腐蝕完畢，合金層完整，合金層對(duì)鋼材提供物理保護(hù)，發(fā)生純鋅層腐蝕完畢，合金層完整，合金層對(duì)鋼材提供物理保護(hù)，發(fā)生的腐蝕是

33、的腐蝕是Zn-Fe合金層在大氣中的腐蝕；合金層在大氣中的腐蝕； 鍍層部分破損使鋼板局部裸露于大氣中，由于鍍層部分破損使鋼板局部裸露于大氣中，由于Zn、Fe和和Zn-Fe合金合金的電極電位分別為的電極電位分別為-0.762v、-0.439v和和-0.59-0.66v，所以，所以發(fā)生的腐蝕是發(fā)生的腐蝕是Zn的電化學(xué)腐蝕，鋅對(duì)鋼基提供陽(yáng)極保護(hù)；的電化學(xué)腐蝕，鋅對(duì)鋼基提供陽(yáng)極保護(hù)； 純鋅層腐蝕完畢，鋼鐵部分裸露在大氣中，合金層對(duì)鋼鐵陽(yáng)極保護(hù)；純鋅層腐蝕完畢，鋼鐵部分裸露在大氣中，合金層對(duì)鋼鐵陽(yáng)極保護(hù)； 全部鍍層消耗完畢，發(fā)生鋼鐵腐蝕。全部鍍層消耗完畢，發(fā)生鋼鐵腐蝕。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，200

34、7陳波制作page30四、國(guó)產(chǎn)鍍鋅板的耐蝕性研究四、國(guó)產(chǎn)鍍鋅板的耐蝕性研究 u 研究?jī)?nèi)容包括鍍鋅板在自然環(huán)境中的研究?jī)?nèi)容包括鍍鋅板在自然環(huán)境中的大氣曝曬大氣曝曬試驗(yàn)的研究試驗(yàn)的研究和鍍鋅板和鍍鋅板耐蝕性能耐蝕性能機(jī)理的研究?jī)刹糠?。機(jī)理的研究?jī)刹糠?。u 研究在我國(guó)幾個(gè)具有典型氣候環(huán)境特征下的鍍鋅板的腐蝕研究在我國(guó)幾個(gè)具有典型氣候環(huán)境特征下的鍍鋅板的腐蝕情況，揭示不同材料狀況與不同氣候類型的腐蝕性關(guān)聯(lián)；情況，揭示不同材料狀況與不同氣候類型的腐蝕性關(guān)聯(lián)；結(jié)合材料腐蝕機(jī)理研究對(duì)國(guó)產(chǎn)鍍鋅板的加工生產(chǎn)提出改進(jìn)結(jié)合材料腐蝕機(jī)理研究對(duì)國(guó)產(chǎn)鍍鋅板的加工生產(chǎn)提出改進(jìn)意見，同時(shí)，也為轎車用熱鍍鋅板材在我國(guó)不同氣候類

35、型意見，同時(shí)，也為轎車用熱鍍鋅板材在我國(guó)不同氣候類型環(huán)境的合理使用提供借鑒。環(huán)境的合理使用提供借鑒。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page31試驗(yàn)站環(huán)境參數(shù)試驗(yàn)站環(huán)境參數(shù)試驗(yàn)地點(diǎn)北京青島廣州武漢江津地理位置東經(jīng)1161612025113191140310617北緯39543606230830382919海拔高度 (m)73.418.06.623.3208.6氣候類型特征溫和城市氣候溫和海洋濺射亞熱帶城市氣候亞熱帶城市氣候亞熱帶鄉(xiāng)村氣候年平均溫度()11.912.321.016.817.9年平均相對(duì)濕度(%)5772777681大氣中SO2mg /m30.10810.13090.

36、03360.10120.2316降水中Cl-mg/l-痕量34488573.31169.51711.9空氣中Cl-mg/100cm2.d0.03890.13810.01960.01480.0084PH6.37.55.66.14.2水中SO4mg/m3痕量299389360-14192 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page32大氣曝曬試驗(yàn)材料大氣曝曬試驗(yàn)材料編號(hào)種類鍍層厚度g/m2基板厚度mm處理方式基材鋅層形態(tài)1電鍍鋅20/200.60鈍化Al鎮(zhèn)靜-2熱鍍鋅140/1400.50鈍化Al鎮(zhèn)靜大鋅花3熱鍍鋅100/1000.60鈍化Al鎮(zhèn)靜大鋅花4高強(qiáng)熱鍍鋅140/1401.50

37、未鈍化Al鎮(zhèn)靜大鋅花5深沖電鍍鋅20/201.00鈍化IF鋼-6深沖熱鍍鋅140/1401.50未鈍化Al鎮(zhèn)靜小鋅花7冷軋O5板-0.80鈍化IF鋼-8深沖熱鍍鋅70/700.90鈍化IF鋼小鋅花 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page331 1腐蝕速率的測(cè)量腐蝕速率的測(cè)量u根據(jù)根據(jù)ISO 9226中關(guān)于評(píng)定大氣腐蝕性的規(guī)定，采用的試中關(guān)于評(píng)定大氣腐蝕性的規(guī)定，采用的試樣尺寸為樣尺寸為150mm100mm ，試樣固定在曝曬架上，試樣固定在曝曬架上，與水平呈與水平呈45角，面向南面。曝曬試驗(yàn)從角，面向南面。曝曬試驗(yàn)從1996年年10月月開始在北京、廣州、青島、江津、武漢五城市曝曬場(chǎng)

38、進(jìn)行，開始在北京、廣州、青島、江津、武漢五城市曝曬場(chǎng)進(jìn)行，分別在分別在1、2、4年周期曝曬后取樣，每種材料取年周期曝曬后取樣，每種材料取3個(gè)平行個(gè)平行試樣進(jìn)行測(cè)試。所有試樣的腐蝕損失均采取失重的方法進(jìn)試樣進(jìn)行測(cè)試。所有試樣的腐蝕損失均采取失重的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。腐蝕產(chǎn)物按行評(píng)價(jià)。腐蝕產(chǎn)物按ISO84079規(guī)定的方法用化學(xué)溶液反規(guī)定的方法用化學(xué)溶液反復(fù)清洗去除。復(fù)清洗去除。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page342 2試驗(yàn)結(jié)果與討論試驗(yàn)結(jié)果與討論冷軋帶鋼 電鍍鋅 熱鍍鋅 同種材料在同種材料在不同試驗(yàn)站不同試驗(yàn)站的腐蝕速率的腐蝕速率 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作pag

39、e352 2試驗(yàn)結(jié)果與討論試驗(yàn)結(jié)果與討論l對(duì)于熱鍍鋅板，從同種材料的腐蝕情況看，不同試驗(yàn)站的環(huán)境腐蝕對(duì)于熱鍍鋅板，從同種材料的腐蝕情況看，不同試驗(yàn)站的環(huán)境腐蝕程度是有差異的，其中青島腐蝕性最嚴(yán)重，江津次之，武漢的環(huán)境程度是有差異的，其中青島腐蝕性最嚴(yán)重，江津次之，武漢的環(huán)境腐蝕性最輕。腐蝕性最輕。l在對(duì)材料腐蝕性的影響的因素中，相對(duì)濕度的影響是主要的在對(duì)材料腐蝕性的影響的因素中，相對(duì)濕度的影響是主要的，江津，江津的相對(duì)濕度最高，青島、廣州次之，北京最低，同時(shí)高的相對(duì)濕度的相對(duì)濕度最高，青島、廣州次之，北京最低，同時(shí)高的相對(duì)濕度加上大氣污染的影響加上大氣污染的影響(如如SO2，Cl-)會(huì)使腐蝕進(jìn)

40、一步加劇。與此相反，會(huì)使腐蝕進(jìn)一步加劇。與此相反，如果僅有大氣污染而相對(duì)濕度低，則腐蝕未必嚴(yán)重。北京就是一例，如果僅有大氣污染而相對(duì)濕度低，則腐蝕未必嚴(yán)重。北京就是一例，北京大氣中北京大氣中SO2含量高于江津、廣州，但材料的腐蝕最輕，原因就含量高于江津、廣州，但材料的腐蝕最輕，原因就在于北京的相對(duì)濕度低。在于北京的相對(duì)濕度低。l以上腐蝕數(shù)據(jù)的比較是相對(duì)的，若要準(zhǔn)確推算鍍鋅板以上腐蝕數(shù)據(jù)的比較是相對(duì)的，若要準(zhǔn)確推算鍍鋅板10年、年、20年的年的壽命，應(yīng)以鍍鋅板壽命，應(yīng)以鍍鋅板8年或年或10年的大氣曝曬數(shù)據(jù)為根據(jù)，那時(shí)鍍鋅板年的大氣曝曬數(shù)據(jù)為根據(jù)，那時(shí)鍍鋅板的腐蝕速率會(huì)趨于穩(wěn)定。同理，與國(guó)外鍍鋅板

41、耐腐蝕性能的對(duì)比也的腐蝕速率會(huì)趨于穩(wěn)定。同理，與國(guó)外鍍鋅板耐腐蝕性能的對(duì)比也應(yīng)延后進(jìn)行。應(yīng)延后進(jìn)行。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page36按按ISO9223ISO9223各試驗(yàn)站的環(huán)境腐蝕性分級(jí)各試驗(yàn)站的環(huán)境腐蝕性分級(jí) 試驗(yàn)站地點(diǎn)試驗(yàn)站地點(diǎn)環(huán)境參數(shù)分級(jí)環(huán)境參數(shù)分級(jí)潮濕時(shí)間潮濕時(shí)間SO2污染污染Cl-污染污染北京北京3P2S0青島青島4P3S3江津江津5P3S0廣州廣州4P2S0-1武漢武漢4P1S0u 從結(jié)果可以看到，試樣曝曬腐蝕數(shù)據(jù)與按從結(jié)果可以看到，試樣曝曬腐蝕數(shù)據(jù)與按ISO9223中環(huán)境參數(shù)的分級(jí)有某種中環(huán)境參數(shù)的分級(jí)有某種對(duì)應(yīng)關(guān)系，這也被其它方面的試驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)。因

42、此，通過本研究不僅可以說對(duì)應(yīng)關(guān)系，這也被其它方面的試驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)。因此，通過本研究不僅可以說明在以上明在以上5個(gè)試驗(yàn)站地區(qū)鍍鋅板的耐蝕性情況，而且可以推廣到其它類似地區(qū)個(gè)試驗(yàn)站地區(qū)鍍鋅板的耐蝕性情況，而且可以推廣到其它類似地區(qū)在已知環(huán)境參數(shù)下鍍鋅板腐蝕的大致情況，對(duì)指導(dǎo)汽車用材和工程建設(shè)選材有在已知環(huán)境參數(shù)下鍍鋅板腐蝕的大致情況，對(duì)指導(dǎo)汽車用材和工程建設(shè)選材有重要意義。重要意義。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page372 2試驗(yàn)結(jié)果與討論試驗(yàn)結(jié)果與討論圖圖7 7 武武漢漢站站不不同同材材料料的的腐腐蝕蝕速速率率0102030405060708012345678材材料料編編號(hào)號(hào)

43、腐腐蝕蝕速速率率m mm m/ /a a圖圖6 6 江江津津站站不不同同材材料料的的腐腐蝕蝕速速率率02040608010012014012345678材材料料編編號(hào)號(hào)腐腐蝕蝕速速率率 m mm m/ /a a北京 青島 江津 武漢 圖圖8 8 廣廣州州站站不不同同材材料料的的腐腐蝕蝕速速率率0102030405060708012345678材材料料編編號(hào)號(hào)腐腐蝕蝕速速率率 m mm m/ /a a 廣州 不同材料在不同材料在同一試驗(yàn)站同一試驗(yàn)站的腐蝕情況的腐蝕情況 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page382 2試驗(yàn)結(jié)果與討論試驗(yàn)結(jié)果與討論u從同一地區(qū)不同材料的腐蝕數(shù)據(jù)對(duì)比中，

44、可明顯地看到鍍從同一地區(qū)不同材料的腐蝕數(shù)據(jù)對(duì)比中，可明顯地看到鍍鋅板的壽命比碳鋼高鋅板的壽命比碳鋼高30100倍，熱鍍鋅與電鍍鋅板的耐倍，熱鍍鋅與電鍍鋅板的耐蝕性是近似的，證實(shí)了蝕性是近似的，證實(shí)了鍍鋅板的耐蝕性主要取決于鍍鋅層鍍鋅板的耐蝕性主要取決于鍍鋅層的厚度的厚度，而與鍍層的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系不大。，而與鍍層的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系不大。u江津地區(qū)電鍍鋅呈現(xiàn)高的腐蝕速率，原因是電鍍鋅的厚度江津地區(qū)電鍍鋅呈現(xiàn)高的腐蝕速率，原因是電鍍鋅的厚度很薄很薄(20/20相當(dāng)于相當(dāng)于2.8m)。一年的曝曬試驗(yàn)使鍍鋅板。一年的曝曬試驗(yàn)使鍍鋅板表面鋅層腐蝕露出基體，腐蝕速率是鍍鋅層和基板腐蝕速表面鋅層腐蝕露出基體，腐蝕速

45、率是鍍鋅層和基板腐蝕速率的迭加。熱鍍鋅板與電鍍鋅板的差別還在于熱鍍鋅與基率的迭加。熱鍍鋅板與電鍍鋅板的差別還在于熱鍍鋅與基板之間存在合金層，合金層在鍍鋅層腐蝕后對(duì)基板仍有保板之間存在合金層，合金層在鍍鋅層腐蝕后對(duì)基板仍有保護(hù)作用。護(hù)作用。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page392 2試驗(yàn)結(jié)果與討論試驗(yàn)結(jié)果與討論u 從本試驗(yàn)看，鈍化與未鈍化的試樣在一年曝曬試驗(yàn)中結(jié)果近似，原因從本試驗(yàn)看，鈍化與未鈍化的試樣在一年曝曬試驗(yàn)中結(jié)果近似，原因是由于鋼廠鍍鋅板表面鈍化層是白色或透明的，鈍化層很薄，即鈍化是由于鋼廠鍍鋅板表面鈍化層是白色或透明的，鈍化層很薄，即鈍化膜中膜中Cr6+含量很低，

46、含量很低，鈍化膜實(shí)質(zhì)上只解決鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)出來后的短鈍化膜實(shí)質(zhì)上只解決鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)出來后的短期存放和儲(chǔ)運(yùn)問題期存放和儲(chǔ)運(yùn)問題。壽命主要還是取決于鍍鋅層厚度。壽命主要還是取決于鍍鋅層厚度。u 關(guān)于鍍鋅板的表面狀態(tài)關(guān)于鍍鋅板的表面狀態(tài)(大鋅花、小鋅花和無鋅花大鋅花、小鋅花和無鋅花)的區(qū)別對(duì)鍍鋅板的區(qū)別對(duì)鍍鋅板壽命也無重要影響壽命也無重要影響，鍍鋅板的表面狀態(tài)只影響鍍鋅板的后加工性能，鍍鋅板的表面狀態(tài)只影響鍍鋅板的后加工性能(如涂漆性如涂漆性)和用戶的喜好。對(duì)壽命若有影響也僅是對(duì)和用戶的喜好。對(duì)壽命若有影響也僅是對(duì)“孕育期孕育期”產(chǎn)生產(chǎn)生影響。影響。真正對(duì)鍍鋅板壽命有影響的因素，除鍍鋅層厚度外，應(yīng)是合

47、金真正對(duì)鍍鋅板壽命有影響的因素，除鍍鋅層厚度外，應(yīng)是合金元素的影響元素的影響，據(jù)國(guó)外報(bào)告熱鍍，據(jù)國(guó)外報(bào)告熱鍍Zn -5Al -Re Galfan和和Zn -55Al Galvalume的耐大氣腐蝕性能是鍍鋅板的的耐大氣腐蝕性能是鍍鋅板的35倍和倍和68倍；電鍍倍；電鍍鋅鐵和鋅鎳合金的耐大氣腐蝕性能是電鍍鋅的鋅鐵和鋅鎳合金的耐大氣腐蝕性能是電鍍鋅的23倍和倍和35倍。鍍倍。鍍層的出現(xiàn)，在相同耐蝕壽命條件下，合金鍍層厚度大大降低，重量減層的出現(xiàn)，在相同耐蝕壽命條件下，合金鍍層厚度大大降低，重量減輕，節(jié)約材料，節(jié)省能耗，同時(shí)也改善了鍍鋅板的后加工性能。輕，節(jié)約材料，節(jié)省能耗，同時(shí)也改善了鍍鋅板的后加

48、工性能。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page40試驗(yàn)結(jié)論試驗(yàn)結(jié)論 潮濕時(shí)間長(zhǎng)和大氣污染潮濕時(shí)間長(zhǎng)和大氣污染(SO2、Cl-等等)是產(chǎn)生嚴(yán)重大氣腐蝕的必要條是產(chǎn)生嚴(yán)重大氣腐蝕的必要條件。對(duì)所有材料來說，潮濕期、件。對(duì)所有材料來說，潮濕期、SO2污染及大氣中污染及大氣中Cl-含量是產(chǎn)生腐含量是產(chǎn)生腐蝕的決定性因素。蝕的決定性因素。 大氣的腐蝕性可按主要環(huán)境參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)試樣一年曝曬的腐蝕數(shù)據(jù)來大氣的腐蝕性可按主要環(huán)境參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)試樣一年曝曬的腐蝕數(shù)據(jù)來劃分等級(jí)，根據(jù)這兩種方法評(píng)定的大氣腐蝕具有一致性。劃分等級(jí)，根據(jù)這兩種方法評(píng)定的大氣腐蝕具有一致性。 鍍鋅板的耐蝕性明顯優(yōu)于碳鋼，其壽命

49、正比于鍍鋅層厚度，與鍍鋅鍍鋅板的耐蝕性明顯優(yōu)于碳鋼，其壽命正比于鍍鋅層厚度，與鍍鋅層結(jié)晶結(jié)構(gòu)、是否鈍化、鋅花形態(tài)等關(guān)系不大。層結(jié)晶結(jié)構(gòu)、是否鈍化、鋅花形態(tài)等關(guān)系不大。 目前尚沒有一種試驗(yàn)室加速試驗(yàn)方法可模擬實(shí)際的曝曬試驗(yàn)，但實(shí)目前尚沒有一種試驗(yàn)室加速試驗(yàn)方法可模擬實(shí)際的曝曬試驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)室研究有助于解釋曝曬試驗(yàn)現(xiàn)象并從中總結(jié)出規(guī)律性的東西。驗(yàn)室研究有助于解釋曝曬試驗(yàn)現(xiàn)象并從中總結(jié)出規(guī)律性的東西。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page41第二節(jié)第二節(jié) 鋼板熱鍍鋅工藝簡(jiǎn)介鋼板熱鍍鋅工藝簡(jiǎn)介u 整體上說，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)工序分為如下五大部分：整體上說，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)工序分為如下五

50、大部分：原板準(zhǔn)備原板準(zhǔn)備 鍍前處理鍍前處理 熱鍍鋅熱鍍鋅 鍍后處理鍍后處理 成品檢驗(yàn)成品檢驗(yàn)u簡(jiǎn)單的說，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝如下：簡(jiǎn)單的說，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝如下：開卷開卷焊接焊接清洗清洗退火退火鍍鋅鍍鋅鍍后冷卻鍍后冷卻光整拉矯光整拉矯 鈍化鈍化涂油涂油卷取卷取u 根據(jù)鍍前處理方法的不同，鋼板熱鍍鋅工藝分為線外退火和線內(nèi)退根據(jù)鍍前處理方法的不同，鋼板熱鍍鋅工藝分為線外退火和線內(nèi)退火兩大類。火兩大類。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page422.1 2.1 熱鍍鋅生產(chǎn)工藝發(fā)展熱鍍鋅生產(chǎn)工藝發(fā)展賽拉斯法熱鍍鋅線外退火 線內(nèi)退火濕法（單張鋼板熱鍍鋅法）干法莎倫法 森吉米爾法 改良森吉米

51、爾法美鋼聯(lián)法單張鋼板熱鍍鋅法惠林法（帶鋼連續(xù)熱鍍鋅） 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page43森吉米爾法森吉米爾法u 森吉米爾法是線內(nèi)退火最具代表性的例子。森吉米爾法是線內(nèi)退火最具代表性的例子。u 波蘭人森吉米爾發(fā)明，并于波蘭人森吉米爾發(fā)明，并于1931年在波蘭建設(shè)了第一套寬度為年在波蘭建設(shè)了第一套寬度為300mm的連續(xù)帶鋼鍍鋅線。的連續(xù)帶鋼鍍鋅線。 （1）森吉米爾法的線內(nèi)退火爐主要包括氧化爐、還原爐。）森吉米爾法的線內(nèi)退火爐主要包括氧化爐、還原爐。 （2）氧化爐中煤氣火焰直接加熱到）氧化爐中煤氣火焰直接加熱到450左右，燃燒軋制油。左右，燃燒軋制油。 （3）還原爐中保護(hù)氣體（

52、）還原爐中保護(hù)氣體（H2、N2）還原氧化鐵皮為海綿狀鐵）還原氧化鐵皮為海綿狀鐵 （4）還原爐加熱帶鋼到）還原爐加熱帶鋼到700800，完成了再結(jié)晶退火。，完成了再結(jié)晶退火。 （5）冷卻段控制適合的帶溫進(jìn)入鋅鍋（大約）冷卻段控制適合的帶溫進(jìn)入鋅鍋（大約480）鍍鋅。）鍍鋅。 （6）因?yàn)樯谞柗óa(chǎn)量高，鍍鋅質(zhì)量較好，所以獲得廣泛的應(yīng)用。）因?yàn)樯谞柗óa(chǎn)量高，鍍鋅質(zhì)量較好，所以獲得廣泛的應(yīng)用。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page44美鋼聯(lián)法美鋼聯(lián)法u 美國(guó)鋼鐵公司于美國(guó)鋼鐵公司于1948年設(shè)計(jì)并投產(chǎn)的一條熱鍍鋅線。年設(shè)計(jì)并投產(chǎn)的一條熱鍍鋅線。u 森吉米爾法的一個(gè)變種，一個(gè)堿性電

53、解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂森吉米爾法的一個(gè)變種，一個(gè)堿性電解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂作用。作用。u 原板：冷軋帶鋼。原板：冷軋帶鋼。u 電解脫脂電解脫脂 水洗水洗 烘干烘干 還原爐退火還原爐退火 鋅鍋鍍鋅。鋅鍋鍍鋅。 （1）可適當(dāng)降低還原爐中保護(hù)氣體的氫含量。）可適當(dāng)降低還原爐中保護(hù)氣體的氫含量。 （2）帶鋼經(jīng)清洗后直接進(jìn)入還原爐加熱，增大了爐子的熱負(fù)荷。）帶鋼經(jīng)清洗后直接進(jìn)入還原爐加熱，增大了爐子的熱負(fù)荷。 （3）這一改進(jìn)的工藝現(xiàn)已成為目前的主流工藝被廣泛應(yīng)用。）這一改進(jìn)的工藝現(xiàn)已成為目前的主流工藝被廣泛應(yīng)用。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page452.2 2.2 森吉米爾

54、法與美鋼聯(lián)法的發(fā)展森吉米爾法與美鋼聯(lián)法的發(fā)展u 1965年美國(guó)阿姆柯公司發(fā)展了森吉米爾法，稱為年美國(guó)阿姆柯公司發(fā)展了森吉米爾法，稱為改良森吉米爾法改良森吉米爾法。u 它的主要特點(diǎn)：它的主要特點(diǎn)： （1）氧化爐和還原爐用一個(gè)截面積較小的過道連接起來，這樣包括）氧化爐和還原爐用一個(gè)截面積較小的過道連接起來，這樣包括預(yù)熱爐、還原爐和冷卻段在內(nèi)的整個(gè)退火爐便構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)的整預(yù)熱爐、還原爐和冷卻段在內(nèi)的整個(gè)退火爐便構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)的整體。體。 （2）過道與前后爐子結(jié)合為氣體密封性焊接結(jié)構(gòu)聯(lián)接，在預(yù)熱爐內(nèi)）過道與前后爐子結(jié)合為氣體密封性焊接結(jié)構(gòu)聯(lián)接，在預(yù)熱爐內(nèi)采用的空燃比小于采用的空燃比小于1，降低帶鋼的

55、氧化。在接近還原氣氛加熱，故叫，降低帶鋼的氧化。在接近還原氣氛加熱，故叫做無氧化預(yù)熱爐。做無氧化預(yù)熱爐。 （3）帶鋼在無氧化爐加熱過程氧化量很少，經(jīng)過道進(jìn)入還原爐，過）帶鋼在無氧化爐加熱過程氧化量很少，經(jīng)過道進(jìn)入還原爐，過道盡可能將兩段的氣氛環(huán)境分開，并在保護(hù)氣體的通入條件下保持道盡可能將兩段的氣氛環(huán)境分開，并在保護(hù)氣體的通入條件下保持前后的爐子壓差，最大限度的將氧化性氣氛被排除在還原爐外。前后的爐子壓差，最大限度的將氧化性氣氛被排除在還原爐外。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page462.2 2.2 森吉米爾法與美鋼聯(lián)法的發(fā)展森吉米爾法與美鋼聯(lián)法的發(fā)展u 近些年，由于用戶對(duì)鍍

56、鋅產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，尤其是在汽車近些年，由于用戶對(duì)鍍鋅產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，尤其是在汽車制造領(lǐng)域，鍍鋅板被廣泛的應(yīng)用。相應(yīng)開發(fā)了烘烤硬化鋼、雙相鋼、制造領(lǐng)域，鍍鋅板被廣泛的應(yīng)用。相應(yīng)開發(fā)了烘烤硬化鋼、雙相鋼、相變誘導(dǎo)塑性鋼等新產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的強(qiáng)度都很高，在退火時(shí)需要相變誘導(dǎo)塑性鋼等新產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的強(qiáng)度都很高，在退火時(shí)需要有特殊的處理過程來保證產(chǎn)品的性能。因而目前爐子中出現(xiàn)了同連有特殊的處理過程來保證產(chǎn)品的性能。因而目前爐子中出現(xiàn)了同連續(xù)退火機(jī)組極為相似的過時(shí)效段、感應(yīng)加熱段、控制冷卻段等新的續(xù)退火機(jī)組極為相似的過時(shí)效段、感應(yīng)加熱段、控制冷卻段等新的退火工藝。退火工藝。u 下面為幾個(gè)連

57、續(xù)熱鍍鋅機(jī)組的示意圖，基于改良森吉米爾法和美鋼下面為幾個(gè)連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組的示意圖，基于改良森吉米爾法和美鋼聯(lián)法，現(xiàn)在生產(chǎn)高級(jí)汽車板和家電板通常有三種工藝：聯(lián)法，現(xiàn)在生產(chǎn)高級(jí)汽車板和家電板通常有三種工藝： 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page47全輻射管退火爐過時(shí)效段感應(yīng)再加熱段全輻射管退火爐過時(shí)效段感應(yīng)再加熱段 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page48 全輻射管退火爐全輻射管退火爐 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page49 DFF+DFF+輻射管退火爐輻射管退火爐 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page503.1 國(guó)標(biāo)分類國(guó)標(biāo)分類u

58、國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)GB2518對(duì)熱鍍鋅鋼帶和鋼板產(chǎn)品分類方法從不同的角度作出規(guī)定。對(duì)熱鍍鋅鋼帶和鋼板產(chǎn)品分類方法從不同的角度作出規(guī)定。第三節(jié)第三節(jié) 熱鍍鋅產(chǎn)品定義及分類熱鍍鋅產(chǎn)品定義及分類CQ級(jí)別按加工性能按加工性能普通用途 機(jī)械咬合 沖壓 深沖 特殊鎮(zhèn)靜鋼深沖無時(shí)效超深沖 DQ級(jí) DDQ級(jí) EDDQ級(jí) SEDDQ級(jí) 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page51鍍鋅板分類鍍鋅板分類u 按基板分：冷軋卷板按基板分：冷軋卷板 、熱軋酸洗卷板、熱軋酸洗卷板 u 按鋅層重量分按鋅層重量分 ：等厚鍍層、差厚鍍層：等厚鍍層、差厚鍍層 、單面鍍層、單面鍍層 u 按表面結(jié)構(gòu)分（國(guó)標(biāo)中僅規(guī)定了四類）按表面結(jié)構(gòu)

59、分（國(guó)標(biāo)中僅規(guī)定了四類） ： a、正常鋅花（、正常鋅花（鋅晶粒經(jīng)自由長(zhǎng)大鋅晶粒經(jīng)自由長(zhǎng)大 ，直徑大于，直徑大于4mm ) b、小鋅花、小鋅花（鋅晶粒被人為限制鋅晶粒被人為限制 ，直徑小于，直徑小于4mm ） c、無鋅花、無鋅花（調(diào)整鍍液化學(xué)成份調(diào)整鍍液化學(xué)成份 ，肉眼不可見鋅花形貌，鋅花直徑小于，肉眼不可見鋅花形貌，鋅花直徑小于1mm ） d、鋅鐵合金、鋅鐵合金（鍍鋅后的鋼帶進(jìn)行熱處理鍍鋅后的鋼帶進(jìn)行熱處理 ，生成鋅與鐵的合金層，生成鋅與鐵的合金層 ） 注：此外，還有鋅鋁合金，鋁鋅合金產(chǎn)品。注：此外，還有鋅鋁合金，鋁鋅合金產(chǎn)品。 首鋼股份公司順義冷軋分公司，2007陳波制作page52鍍鋅板分

60、類鍍鋅板分類u按表面質(zhì)量：按表面質(zhì)量：定量對(duì)產(chǎn)品表面進(jìn)行檢驗(yàn)分類，國(guó)標(biāo)中分為普通表面、較高定量對(duì)產(chǎn)品表面進(jìn)行檢驗(yàn)分類，國(guó)標(biāo)中分為普通表面、較高級(jí)表面、高級(jí)表面。級(jí)表面、高級(jí)表面。表面質(zhì)量代號(hào)名稱特 征FA普通級(jí)表面 允許存在小腐蝕點(diǎn)、不均勻的鋅花、劃傷、暗點(diǎn)、條紋、小鈍化斑等?？梢杂欣斐C直痕和鋅流紋。FB較高級(jí)表面 不得有腐蝕點(diǎn)，但在允許有輕微的不完美表面，例如拉伸矯直痕、光整壓痕、劃痕、壓印、鋅花紋、鋅流紋、輕微的鈍化缺陷等。FC高級(jí)表面 其較優(yōu)一面不得對(duì)優(yōu)質(zhì)涂漆層的均勻一致外觀產(chǎn)生不利影響。對(duì)其另一面的要求必須不低于表面級(jí)別FBu 按表面處理按表面處理：分為鈍化、涂油、磷化、漆封和不處理