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1、耐候Alstar热浸镀铝-硅合金钢板及其耐蚀性能?16?世界钢铁2004年第5期耐候Alstar热浸镀铝一硅合金钢板及其耐蚀性能(中)齐慧滨(宝钢股份技术中心)摘要耐候Alstar(WeatherResistantAlstar简称w.R.Aktar)是一种高耐蚀的热浸镀铝一硅合金钢板,具有综合的优异性能,主要用作建筑耐候材料,并可用于工业耐热防护部件.本文介绍了W.R.Alstar钢板的一般性能,并通过与纯镀铝板,55%AlZn(Gkvsm)2GI板的比较,详细介绍了其耐蚀和耐候性能.关键词耐候Alstar镀铝板55%AlZnGI耐蚀性能1前言耐候Alstar是上世纪70年代初期由日本日新制钢
2、(NisshinStee1)首先开发出的一种具有高耐蚀性和高耐候性的热浸镀铝一硅合金钢板产品.W.R.A1star很好地结合了钢的强度和铝镀层耐蚀性好的优点,使之在腐蚀性严重的环境中,如海洋大气区和重工业区有着优异的耐蚀性能和耐候性能.W.R.Alstar的特点主要包括如下几个方面:(1)耐蚀性能:W.R.Alstar耐蚀性能优异,用途广泛,可作为屋顶和一般的户外覆盖材料.(2)耐热性:W.R.Alstar的耐热性能远远优于镀锌或冷轧钢板,可耐450C的温度,因此可用作锅炉的耐热防护罩.(3)热反射:w.R.Alstar具有优异的热反射性能,可有效避免由于阳光照射导致的室内温度上升,从而可确保
3、生活环境舒适.(4)外观漂亮:W.R.Alstar另一个突出的特点是具有平整,引人注目的银色表面.采用气体吹扫和平整工艺相结合,镀层厚度控制均匀并使镀层钢板具有中等光泽的无光表面.本文将从W.R.Alstar的基本性能人手,并通过与相关产品(纯镀铝板,55%A1一Zn(Glavstar)及GI板)进行比较,详细介绍w.R.Alstar的耐蚀性能和耐候性能.2W.R.Alstar产品的种类和基本性能2.1产品种类日新制钢生产的W.R.Alstar产品牌号是MSA2系列,可从强度级别,后处理工艺和镀层重量等方面进行分类.按强度可分为:商业等级(C)和结构等级(nOON等级一K400和440N等级一
4、K440).后处理类型具有4种,分别是:涂油(MO),铬酸盐处理(N),铬酸盐处理+涂油(NO)及环氧薄膜(NH),按镀层重量可分为150和200两种,镀层双面最小平均重量分别为150和20%/m2,对应的双面镀层总厚度55和74tma.w.R.Alstar产品牌号和参数的涵义如下所示:MSA2-CDNH200Ill【IllL一镀层重量:双面200g/m镊小llIllllL一后处理:环氧薄膜lIL表面光泽:无光L强度级别:商业等级L耐候Astar13新标准图1是日新制钢W.R.Alstar产品的构成范围.产品的宽度范围是6001220mm,厚度0.41.6mm.图1日新制钢w.R.Alstar
5、产品的构成范围2.2力学性能表1和2给出的是w.R.Alstar拉伸试验和弯曲试验的性能.2.3W.R.Alstar镀层的结构特点表3是镀铝钢板相关的标准,镀浴成分和应81-._._._-._.-._._._一l2(l.1l(琏J巫:l【u11一,PIfll柳舒按II【z23I进行eJ挂雾-菌精二KIIl1ii,_崎r.1lhIl鞫:.,束址锈000I卜.;.一一0一一而一I一5一0镀重最固4绩层重量和耐蚀性(盐雾斌验)的美未镀层钢板进行盐雾试验.试验采用了图5所示的两种试样.每种镀层钢板生锈的面积列予表5.可见w.RAls|aJ的耐蚀性能明地于55%41一和cI图6所示为盐雾斌骑后几刊镀层粥
6、板的表现形貌:表4试验材料坚鲎墨堕.重量垦垡盟WR3yar082f)055体五8150址蛙冉l薄膜21肯L薄蹲2n注:后处理的教渣柬一啦样品的表面;齄怍品n太,70x150nll=1封试样副甘弯曲挪讣自l苛圈5用于盐雾试验的两种试蔓示毒图表5盐雾试验后c封边试样)生锈的面积比率:最中们数值是E白锈率.括龃n,掰致卣4大气暴晒试验4.I2型和W.RAMan耐蚀-胜能的比较罔7是2型(纯铝型)手11.RAImr海曲】5年大气暴晒试验唇的表观.二埘蚀性能相当4.2环境腐蚀导数的厚度碱簿图8是不同环境中热浸镀钢板因腾蚀导致的厚度减薄与暴露时I司的关系_h罨.J.同的大气-f_1:境下热浸镀铝剞板的耐性
7、能ffj1硅优于55%AJZn和(世界钢铁圈圈圜国:匝田隧街圃.田:孽中L3歧驰hI怦l世封J盘引中下面州排的试验在高聚杓试嘛汁:ll-L:I率化.:旺叫研究听进行一驻姹(193?砗一边禾封2(EtI)正而(卦背面惶锌重.tO20,艟粹重liiO,:墨量圈蹿窭黼露瓣蕊矗圃魏魏麓霸:盏三鐾(RA11(】s】舟盘型)1)向【2)背咖镀锌堕量:t帖D韫讳重is5DEi口日t&i,-j0=:黧图圈7太气暴晒试验(15年)后诫l的表1吐彤袍洼:暴H匪地点TIII县白浜;j境一太平洋唧海岸4.3大气暴晒试验后表观形貌和馘面的腐绌丧6和表7是在新加坡和:津寅马尼拉进行10年大气暴晒试验的材料和瑟晒地
8、点的恬圈9是试验试样的形状,尺寸和罄乖情况表6试验材料h骑斗寸m的】表7大气暴晒地点(I)表面形貌图1O是在新加坡大气暴晒10午后试验材料的表形貌.表8是对fjj=验结果的全面概括无L仑是在新加坡还是在马尼拉,R.,ar55%AJzn没有明显的羞别可世I样的整个表?20?2004年第5期-避蟊矮1盐腐蚀严重区域3乡村区域2工业区域暴露地点1美国纽约洲盐腐蚀严重区域2美国宾夕法尼亚洲工业区域3美国宾夕法尼亚洲乡村区域图8几种热浸镀钢板按环境分类的腐蚀厚度减薄密封部位弯曲部位平面部位切边部位划线部位钻孔部位图9试样的形状和命名面均形成了较为严重的红锈,耐蚀性能较差.(2)镀层截面的腐蚀图11是在新
9、加坡大气暴晒l0年后镀层的截面形貌,表9是试验结果的总结.在新加坡,w.R.Alstar镀层的腐蚀并不严重,仍保持着良好的状态.55%AIZn中的富锌层(相)发生了腐蚀,并可观察到镀层形成了一些鼓泡.GI的镀锌层则完全消失了.马尼拉的结果与新加坡相似,只是GI镀锌层消失的程度略轻.表8新加坡和马尼拉1O年大气暴晒后表观形貌的评价世界钢铁?一一埔5I奇诞k钢敷镀辞诩机-嗣础寰辩蛙;商EEi:;:=曲鎏4(Itlrn釜-瘸l誉窑蘸:l:穹曲行目SS一【2I.IHI】幢1日_EI圈llJ斯加坡10午太气丞晒试验后几种镀层钢板的表观靛表9新加坡和马尼拉l0年大气暴晒试验后镀层截面腐锄的评价5大气环境下
10、的腐蚀形态5I平面部位下面讨论w.R.Alslm,2型与55%AJzn在大气环境下的腐蚀形态(I)W.R.AIslar图12是w1t.Alstar大气暴晒试验的腐诎形态.其特点是:镀铝层的腐蚀共晶硅周开始.并沿着硅相分布发展.硅自身的腐蚀很少(图12a1寓蚀的发展沿着共晶硅形成一-维网络,井达到台金层f图I2b).在正常的:境中肉跟可见镀层上点状腐蚀.划蛀邻1r21)m坷世IO0】新璃j1IL盒谴钢囤l1几种棱层锕板在新加坡10年走气暴晒试验后的l髓面这种腐蚀很少达到基体,仪沿水平方向扩眨(囤I2e)只要有金属铝的存在,就可避免基体麝蚀(2)ASTIA4632型图l3是2型锻层试样大气暴晒试验
11、的腐蚀形态,可见:纯铝镀层的腐蚀开始于针状的金属问化台物相,并沿着这种物相发展.而金属问化台物身腐蚀很少(图l3a1腾蚀沿着金属问化合物相的i维网络发展,并达到合食层部位(图l3b)在正常环境中肉眼可见镀层J.状腐蚀.这刊一腐蚀很少达到基体,仅沿水乎方向扩展(I3c)与w.R.Alstal?相同,只要宵金嗣铝相的存征,就可避免基体腐蚀(3)55%AJzn在55%AJZn镀层中富铝牲ffl:=I富锌相混台-广_嚣=一=.一6年岳:坷让部位:显微照片tl0):镀许板囤I5wR.Alstar,55吼Alz和Yalll删J切口端的腐蚀状况了独特的结构,即形成了川,S和O组成的表面层这表明,切口端暴晒早
12、期形成的红锈梭镀层腐蚀溶析出的lI覆盖着,而在大气环境下这种寓蚀产物一般不可能析出,它可以阻挡寓蚀介质并抑制基体的腐蚀.基于这一原因.即使经过很长的时fB】w.R.Alstar切口端的腐蚀也非常缓慢:2型(纯铝型)镀层也类似图I7是55%A1一Zn在新加坡的大气暴n西试:旋曳了.镩验后切口端的EPMA分析同样在切口端形成丁铁的氧化物和独特的外层结构.即AI.s和O组成的表面层,由于这一原因.55%A】一切口端的腐蚀发展非常慢但是.当对比w.It.Mstar和55%_Alz-发现.戏留在切151端附近的镀层并不相同.W.t1.AI.star具有更好的乇期耐蚀性能图l8雨I19是w.R.Alsta
13、r和55%AIZn功151端腐蚀状况随时间变化的示意罔(1)W.R.AIstar豳圈f生长I勺膳:,勃镀囝一图16新加坡lO年太气暴晒后w.RAlstar七叮口端的EPFi分析=互一-盥世界钢铁?25穗I琶j-憧慷摹伸镀层镀协馈甚生长的端蚀构,一伸1镜星,当对产品进行剪切时.啊l1截而出现镀层下垂,并暴露出基体在暴哂的早jJI阶段,如果暴露的基体部分被雨水或其它的水浸湿,就会形成红锈(铁的氧化物).暴炳几年之后,红锈上形成了A1,s和O组成的腐蚀产物,这种情蚀产物能抑制镀层和基体进一步腐蚀.【2,:55蟊A1一Zn切LI端的状况与.R.Alstarlf目似由于产品镀层中的锌对摹体能起到牺牲阳概的保护作用.在暴喇的早期阶段.即使暴露的基体部分被雨水或其它的水浸湿.也不会形成红锈【铁的氯化物J切几端附近锌耗尽.在切口端形战红锈暴鼯腓嚣.;7.一.采一一层引一一一屠倬一隰ll?26?2004年第5期晒几年之后,红锈上形成了,s和O组成的腐蚀产物,抑制镀层和基体的腐蚀.(3)两种产品的比较w.R.Alstar和55%AIZn切口端腐蚀形态的比较见表10.表10W.R.Alstar和55%AIZn切口端腐蚀形态的比较6耐化学品性能图20给出的是W.R.Alstar和55%AlZn部
