锌和锌合金的腐蚀_一_章小鸽

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1、第27卷第1期腐蚀与防护Vol.27No.12006年1月CORROSION&PROTECTIONJanuary2006编者按:这是旅居加拿大的华裔学者章小鸽博士为美国金属学会主编的新版(2005年)《Metals专题Handbook金属手册》编写的一章/CorrosionofZincandZincAlloys0的中文译文。章博士长期从事锌和讲座锌合金腐蚀的研究和开发,本文全面和系统地介绍了国际上目前这一领域的技术和知识状况,突出了镀锌钢材在各个领域的应用。最近几年我国镀锌钢材的生产有几乎爆炸式的发展,2000年全国总共才有13条连续镀锌板生产

2、线,短短几年就上升到140多条。我们认为,本文非常适应当前国内的这一需要,对于我国锌合金镀层的生产和应用会有指导作用。全文经作者授权并由徐乃欣教授翻译,又经作者校阅。本刊分2次连续刊出。锌和锌合金的腐蚀(一)*章小鸽(加拿大TeckComincoMetalsLtd.,Co.)中图分类号:TG174.4文献标识码:B文章编号:1005-748X(2006)01-0041-10锌在地壳中的含量为0.013%,按元素的相对丰制造富锌涂料的成分,以及作为塑料的添加剂。度居于第23位。然而锌是用得最多的金属之一,全锌在合金化后供各种应用。具有工业重要性的

3、[1]世界的产量和消耗量居第四位,在铁、铝和铜之后。二元锌合金系统有:锌带有似银的蓝灰色,有相当低的熔点(419.595Zn-5Al和55A-l45Zn,是主要的涂层合金;e)和沸点(907e)。未合金化的锌的强度和硬度大96Zn-4Al,是锌压铸合金;于锡或铅,但明显小于铝或铜。然而纯锌不能在受Zn-Cu,就是黄铜,最高达45%Zn;力情况下使用,因为它抗蠕变性能低。它在室温下Zn-Fe,组成热镀锌层中的那些相;变形后会迅速再结晶,因此在室温下不能加工硬化。Zn-Pb,在某些火法冶金萃取过程中起重要作它的再结晶温度和抗蠕变性能可以通过合金化来

4、提用。[2]高。这些合金加上镍、镁、钛和镉这些元素的三元和1锌的应用四元系统在工业上也有重要性。锌对于植物、动物和人类的正常健康生长及繁锌的应用可以分成六个方面:涂层,铸造合金,[1]殖也很重要。人类很多健康问题跟缺锌有关。在黄铜和其它合金中的合金元素,锻造锌合金,氧化医学和农业上使用锌的化合物,虽然量很少,在对付锌,以及含锌化学品(锌末、锌粉、锌盐)。锌的最重[3]谷物和人类营养的缺锌方面都很重要。要的应用是钢铁的防腐蚀,主要是涂层的形式,因为涂锌的钢在自然环境中有出色的耐蚀性。生产的所2锌涂层有锌的几乎一半消耗于这个目的。铸造锌产品主要通过

5、电镀、喷金属、牺牲阳极、锌粉漆和其它方由压铸法生产,它能制造复杂的很精密的部件,只需法,用锌保护的钢铁广泛使用在汽车、建筑结构、钢很少或者不需要最后的机加工。压铸产品用于汽车筋混凝土、屋顶以及其它家庭和工业结构中。锌有零件、家庭用具、办公和计算机设备以及建筑装备。很好的耐蚀性。在大多数自然环境中,锌的腐蚀速轧制的锌产品有各种成分,有薄板、带、箔、厚板、棒、[2]度只有钢的1/10~1/100。锌涂层独特的性质丝等形状。轧制的锌板广泛地应用在大楼建筑,用是:在涂层受破坏而钢暴露的地方,锌涂层与钢基体作屋顶、覆层、排水沟、雨水管以及装饰板等。锌粉之

6、间的电偶作用能提供额外的保护。的主要工业应用是作为碱性电池的阳极材料。锌末按照涂层的成分和生产方法,锌和锌合金涂层在生产化学品时用作试剂,用于金属精炼工艺,作为[4,5]可以分为许多种。根据化学组成,锌基涂层可收稿日期:2005-09-06分为纯锌、锌-铁、锌-铝、锌-镍、锌-铝-镁和复合锌涂作者联系方式:Gregory.zhang@teckcominco.com层。根据方法,锌涂层的生产可以用热浸、电镀、机#41#章小鸽:锌和锌合金的腐蚀械压接、渗锌和热喷涂。热浸法可以连续,也可以分ume(BIECInternational,Inc.)和Ga

7、lfan(Interna-批,这部分内容可以参见ASMHandbook,VolumetionalLeadZincResearchOrganization)。Ga-l13A,2003中/ContinuousHotDipCoating0和vanneal是通过退火热浸钢板获得的锌-铁合金涂/BatchProcessHotDipGalvanizing0两文。如表1层。Galvalume(55A-l1.5S-i43.5Zn)的微结构由外所示,锌和锌合金保护的钢板产品的典型应用范围层和把外层连接到钢的金属间化合物薄层所组成。非常广泛,涉及建筑、汽车、公用和

8、家电工业。Galfan,95Zn-5Al和少量稀土元素,其组成的特征表1涂锌钢产品的典型应用[4,5]是一种多相微结构,表现出富锌和富铝相交替的层状结