超高强度钢环保型电镀锌镍合金层的耐蚀性研究

实用技术
超高强度钢环保型电镀锌镍合金层的耐蚀性研究
张兴文1,2
,费敬银1
,周国华
2
(1.西北工业大学材料学院,陕西西安 710072;
2.成都飞机工业(集团)有限责任公司热表处理厂,四川成都 610092)
[摘 要] 采用氯化物-硫酸盐型无镉、无氰环保型镀液在300M 超高强度钢基体上制备了Zn-N i 合金镀层,利用弯曲试验、电镜扫描、能谱分析、中性盐雾试验、X 射线衍射和电化学极化方法分别研究了温度和电流密度等工艺参数对Zn-N i 合金镀层的外观和结合力的影响以及镀层镍含量和微观结构与耐蚀性的关系。

结果表明,电流密度对Zn-N i 镀层成分的影响明显,未钝化镀层比松孔镀镉层更耐腐蚀;温度45e 镀层N i 含量质量分数为13.5%,最高耐盐雾腐蚀时间达1632h 。

[关键词] 电镀;300M 超高强度钢;锌镍合金镀层;耐蚀性[中图分类号]TQ 153.2
[文献标识码]A
[文章编号]1001-1560(2008)06-0060-05
[收稿日期] 2008-02-19
0 前 言
1984年,波音公司提出以锌镍合金镀层替代镉镀层,将松孔镀镉划为高强度钢防护第一代镀层,镉钛镀为第二代,锌-镍合金镀为第三代。

刘永勤等[1]
从氯化
铵体系中获得的未钝化镀层耐蚀性为同厚度锌镀层的
6倍以上。

R.Fratesi 等[2]
论述了工业产品的合金镀层的耐蚀性;H.P ARK 等
[3]
研究了织构和形貌在锌基镀
层耐蚀性中的作用。

安茂忠等[4]
发现,防护性锌基合
金镀层钝化后的耐蚀性是镀锌层钝化后的3~5倍。

吕东林
[5]
通过煤矿井下试验发现镀层耐蚀性高,退镀
性好,便于修复。

E .Belto w ska-Lehm an 等[6,7]
研究了结
构因素对添加柠檬酸盐和醋酸盐复合物的弱酸性硫酸盐电结晶Zn-N i 合金镀层腐蚀速度的影响。

P .O zga 等
[8]
使用EDS 技术研究了镀锌层的腐蚀速度,结果表
明其接近于常数,由LPR 技术测定的腐蚀速度值与EDS 技术测定的腐蚀速度值相近。

蒋永锋等[9]
探讨了
锌镍合金共沉积和耐蚀机理。

田伟等
[10]
综述了镀层耐
蚀性机理,认为镀液的稳定性、成分变化以及镀液各个影响因素之间的关系还有待进一步的研究。

肖作安等
[11]
研究了全硫酸盐体系,发现含镍16%镀层的腐蚀
电位比纯锌镀层的腐蚀电位正移230mV,该合金耐盐雾性能达到1000h,是相同厚度纯锌镀层的4.5倍。

K i m 等
[12]
开发了Zn-N i 合金镀层,其腐蚀速度为0.502
mm /a 。

汤智慧等[13]
认为航空高强度结构钢表面防护
的发展趋势是绿色代镉技术,并首推电镀锌-镍合金。

基于此,本工作研究了300M 超高强度钢上电镀Zn-N i 合金层的耐蚀性能,并探讨了工艺条件及镀层性能间的关系。

1 试 验
1.1 材料和试样
锌镍合金电镀液配方为:70g /L ZnC l 2,70g /L N -i SO 4#6H 2O,140g /L NaC,l 30g /L NH 4C,l 30g /L H 3BO 3,添加剂少量。

所用试剂均为分析纯。

将300M 超高强度钢试样用200号和600号砂纸打磨、去离子水冲洗、丙酮或酒精脱脂、吹干后待用。

1.2 试验方法
1.2.1 试验装置及设备
使用2L 的烧杯配制电镀液。

电镀试样面积精确到1mm 2
,按给定电流密度计算Zn 和N i 阳极的电流,用整流电源分别进行调节。

使用电镀锌阳极板和镍阳
)
60)第41卷 第6期2008年6月
材料保护M aterials P rotection
V o.l 41 N o .6June 2008
极板,阴极为经过热处理的300M钢,镀前进行轻吹砂后即可使用。

1.2.2工艺流程
镀前验收y有机除油y装挂y化学除油y水洗y 冷风吹干y轻吹砂y蒸馏水清洗y电镀锌镍合金y水洗y蒸馏水清洗y冷风吹干y卸挂。

1.2.3中性盐雾试验
使用SF-850型盐雾试验箱按ASTM B117)2002标准进行中性盐雾试验,每24h观察记录镀层出现红锈的时间。

1.2.4厚度测量
使用CTG-10A数字式涂层测厚仪测厚。

每片试样至少测不同6点,取均值,精确到0.1L m。

1.2.5镀层成分及形貌
采用JS M-5910LV型扫描电镜测定镀层外观形貌。

用Ox ford7324型能谱分析仪测定镀层中各成分的含量。

1.2.6X射线衍射
对镀层进行XRD试验,作相结构分析。

1.2.7电化学极化曲线
使用C H1660B电化学工作站进行电化学测定。

以饱和KC l甘汞电极为参比电极,大面积Pt片作辅助电极,与试样组成三电极体系,试验溶液为3.5%N a C l 溶液,温度为(30?5)e,选定-1.0~0.2V极化范围,极化速率0.166mV/s,从阴极到阳极极化。

1.2.8结合力的测定
采用弯曲试验进行结合力判定。

镀件试样绕一根直径1mm的不锈钢棒反复弯折180b直到断裂为止,观察镀层是否脱落或剥离。

2试验结果与讨论
2.1镀层外观及结合力
在J c=4.0A/dm2、不同温度下电镀10m in所得Zn-N i合金镀层的厚度、外观及结合力状况见表1。

由表1可知,所得镀层(未钝化)在30~54e时均有较亮的外观,20~26e和56~63e时的未钝化镀层外观偏灰暗。

30e,J c在0.5~10.0A/dm2范围内变化时,电镀10m in所得Zn-N i合金镀层(未钝化)的厚度、外观及结合力状况见表2。

由表2可知,2.0~4.0A/dm2未钝化镀层的外观较亮,镀层结合力合格;在0.5~1.0
表1温度对Z n-N i合金镀层外观及结合力的影响电镀温度/e镀层厚度/L m镀层外观镀层结合力2011.7暗灰合格
2215.0暗灰合格
2618.0灰偏较亮合格
3014.7较亮合格
3216.3较亮合格
3616.7较亮合格
3810.7较亮合格
4117.3较亮合格
4512.8亮合格
4911.4亮合格
5413.8亮合格
5613.0亮偏灰合格
5812.8亮偏灰合格
6315.5亮偏灰合格
A/d m2和5.0A/d m2时所得Zn-N i合金未钝化镀层的外观偏暗,镀层结合力也合格;大于6.0A/dm2时,镀层边缘开始粗糙发暗,边缘镀层易脱落,结合力不合格。

表2阴极电流密度对Z n-N i合金镀层外观及结合力的影响J c/(A#dm-2)镀层厚度/L m镀层外观镀层结合力
0.56.7灰偏较亮合格
1.07.1灰偏较亮合格
2.01
3.0较亮合格
3.08.8较亮合格
4.014.7较亮合格
5.014.7较亮偏灰合格
6.013.0边缘粗糙,镀层易脱落不合格
8.015.7粗糙,灰暗,镀层易脱落不合格
10.026.0粗糙,起皮,镀层易脱落不合格
综合表1、表2结果可知,在30e电镀10m i n时, J c为6.0,8.0,10.0A/dm2下镀层的结合力均不合格,而0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0A/dm2时的镀层结合力均合格。

在4.0A/d m2时,温度从20e到63e,电镀10m i n,其镀层结合力均合格,可见在该电流密度和温度范围内,镀层结合力受温度影响较小。

2.2镀层镍含量与镀层耐蚀性的关系
2.2.1温度对镀层镍含量的影响
由图1温度与镀层N i含量的关系曲线可以看出,操作温度在30~49e时,镀层中的镍含量质量分数在
10.9%~14.5%之间,该温度范围的镀层表面细致、较
)
61
)
超高强度钢环保型电镀锌镍合金层的耐蚀性研究
亮,镀层的金相SE M 形貌(见图2)观察表明,镀层颗粒均匀、细致,排列很紧密,尤其是当温度为45e 时,镀层镍含量达到13.5%,外观较亮;当温度大于58e 时,镀层镍含量大于15.5%;到63e 时,镀层镍含量20.2%;镀层颗粒逐渐变得粗大、不均匀、呈絮状,排列逐渐杂乱、甚至可以看到镀层有较大凹坑出现;22e 时,镀层的分层现象最为严重;30e 和41e 的镀层均颗粒细小、排列较为均匀、
紧密。

2.2.2
阴极电流密度对镀层镍含量的影响
电流密度对电镀Zn-N i 合金层成分的影响非常明显,具体情况见图3。

由图3可知,电流密度为2.0~4.0A /d m 2
时N i 含量由10.3%升到11.9%,此后,4.0~8.0A /dm 2时N i 含量由11.9%基本呈线性下降到9.3%,6.0A /d m 2
时N i 含量为10.4%。

SE M 形貌显示出4.0A /dm 2
时的镀层颗粒细致、分布均匀,大于6.0A /d m 2
时,随电流密度增加,含镍量达到10.4%,所得镀层灰暗,结合力不合格,SE M 微观形貌显示出有较多裂纹。

30e 不同阴极电流密度下Zn-N i 合金镀层的SE M 微观形貌见图4。

2.2.3 镍含量与镀层耐蚀性的关系
对吹砂基体在J c =4.0A /dm 2
不同温度下进行10m i n Zn-N i 合金电镀所得未钝化镀层的耐中性盐雾腐
)
62)超高强度钢环保型电镀锌镍合金层的耐蚀性研究
蚀试验结果见表3。

由表3可知,镀层N i含量质量分数为13.5%时耐盐雾腐蚀时间最长,达到1632h,此时的电镀温度为45e。

而N i含量为10.9%~15.5%之间时,耐盐雾腐蚀的时间在792h以上,电镀的温度范围为32~58e。

表3不同温度下电镀10m i n所得Zn-N i
合金镀层的中性盐雾试验结果
温度/e镀层镍含量/%出现红锈时间/h 227.9408
269.4492
3212.01080
3810.9792
4513.51632
4914.51224
5815.5816
6320.2264
3锌-镍合金镀层的耐蚀机理
3.1镍对提高锌-镍合金镀层耐蚀性的作用[10]
Zn-N i合金镀层相对于钢铁是阳极镀层,具有良好的电化学保护作用。

含N i量在10%~15%的Zn-N i 合金镀层为单一的C相金属间化合物结构,具有最好的热力学稳定性,而且电极电位比Zn正,Zn-N i/Fe组成的原电池的腐蚀电动势小,故腐蚀速度慢,耐蚀性最好。

合金镀层腐蚀产物主要是黏附性的ZnC l2# 4Zn(OH)2,其均匀致密地覆盖在表面上,并具有良好的绝缘性,对镀层的进一步腐蚀起很好的阻滞作用。

在Zn-N i合金镀层发生腐蚀时,Zn首先发生反应,生成导电性较差的Zn(OH)2,能在镀层表面形成绝缘层,从而抑制腐蚀的继续进行。

当无镍时,腐蚀产物是ZnO,是n型疏松半导体,无防护性,对腐蚀反应的抑制较弱,反应得以继续进行。

有镍元素时,能抑制ZnO的转化生成,且产物中富集了大量的镍元素,使表面的电位正移,进而减缓了腐蚀过程中的氧化速度。

可以说合金元素的存在对新的腐蚀产物起到了稳定作用,从而大大降低了镀层的腐蚀速度。

所以,合金中的镍对腐蚀反应过程和腐蚀产物产生了有利影响,有利于形成比较致密且不易导电的Zn(OH)2保护层。

在腐蚀过程中,锌优先溶解以后,镀层表面产生拉应力,同时形成扩展至基体的网状微裂纹。

这时镀层的电位变得更正,锌的腐蚀产物ZnC l2#Zn(OH)2沉积
于表面,具有良好的绝缘性,同时镀层转变为无牺牲保护作用的复合镀层,它包括有裂纹的富镍的金属相和锌的腐蚀产物,从而减缓了腐蚀速度,对腐蚀过程起到了阻滞作用。

含N i量不同时,其晶体结构和腐蚀产物也不同,导致耐蚀性也不一样。

镍的存在使氧的还原过电位升高,抑制了阴极反应的进行,从而使锌镍合金镀层的耐蚀性有了很大提高。

3.2镀层结构与其耐蚀性的关系
锌-镍合金镀层的耐蚀性能与镀层的结构有着密切的关系。

由表3可以看出,锌镍合金镀层N i含量与镀层耐蚀性有一定的关系。

不同N i含量合金镀层的XRD谱见图5。

当含镍量为9.4%时,合金镀层出现红锈的时间为492h,XRD谱显示镀层为复相结构;含镍量为20.2%时,合金镀层出现红锈的时间为264h, XRD谱显示镀层也为复相结构;含镍量为13.5%时,合金镀层出现红锈的时间最晚,为1632h,镀层的耐蚀性能最佳,XRD谱显示镀层几乎呈单相结构。

复相合金中的两相或多相结构具有不同的腐蚀电位,它们之间容易形成微电池,使镀层自身发生腐蚀。

而对于锌、镍组成的二元金属间化合物合金,合金元素的溶解速度一般不相同,整个腐蚀速率被合金中最不活泼的元素控制[14]。

单相合金镀层的耐蚀性能与E.Be lto w ska-Lehm an等[7]发现的单相镀层比三相镀层有更低的腐蚀速度的结论一致,也与H.Park等[3]获得的N i含量大约在13.0%的镀层显示出最低腐蚀电流的结论一
致。

图5不同N i含量Zn-N i镀层的XRD谱)
63
)
超高强度钢环保型电镀锌镍合金层的耐蚀性研究
3.3 锌镍合金镀层的电化学研究
在J c =4.0A /dm 2
、45e 下,吹砂基体Zn-N i 合金电镀10m i n 后的未钝化镀层的电化学极化曲线见图6。

获得的腐蚀电流为I corr =4.315@10
-5
A,比J c =8.0A /dm 2
、25e 下吹砂基体松孔镀镉10m in 后的钝化镀层(见图7)的腐蚀电流(I cor r =5.054@10-5
A )要小,更
耐腐蚀。

4 结 论
(1)采用氯化物-硫酸盐型无镉、无氰环保型电镀液可在300M 超高强度钢表面获得耐蚀性良好的Zn-N i 合金镀层。

(2)在J c =4.0A /dm 2
、温度30~54e 时,电镀10m in 所得Zn-N i 合金未钝化镀层的外观、结合力均合格,且20~63e 时,镀层结合力受温度影响较小、均合格。

(3)在30e 、J c =0.5~5.0A /dm 2
下电镀10m in 的Zn-N i 合金未钝化镀层结合力均合格;在2.0~4.0A /dm 2
时镀层的外观较亮;电流密度对Zn-N i 合金电镀成分的影响非常明显。

(4)在J c =4.0A /d m 2
、温度30~49e 时,镀层N i 含量可达10.9%~14.5%,耐盐雾腐蚀的时间均在792h 以上;温度为45e 时,获得的未钝化Zn-N i 合金镀层的N i 含量为13.5%,镀层几乎为单相结构,耐盐雾腐蚀时间最长,达到1632h ,是很好的300M 超高强度钢防护镀层。

(5)在J c =4.0A /dm 2、45e 时,吹砂基体Zn-N i
合金未钝化镀层比常规松孔镀镉钝化镀层更耐腐蚀。

[参
考
文
献
]
[1] 刘永勤,吴继勋,卢燕平,等.氯化铵体系Zn-N i 合金电镀
[J].北京科技大学学报,1994,16(5):487~490.
[2] F ra tesi R,R oven ti G.Corrosi on R es i stance of Z n-N i A lloy
Coati ngs i n Industr i a l P roduction [J].Sur face and Coatings T echno l ogy ,1996,82:158~164.
[3] Pa rk H,Szpunar J A .The R o le of T ex t ure and M orpho logy
i n Op ti m izi ng the Co rrosion R esistance of Z i nc-Based E lec -troga l vanized Coati ngs[J].Co rrosion Sc i ence ,1998,40,(4/5):525~545.
[4] 安茂忠,杨哲龙,张景双,等.电镀防护性锌合金镀层钝
化膜的耐蚀性[J].中国腐蚀与防护学报,1998,18(1):41~45.
[5] 吕东林.碱性锌镍合金镀层研究与应用[J].煤矿开采,
1999(2):38~40.
[6] Be lto w ska-L ehman E ,O zga P ,S w i a tek Z ,e t a l.E l ec tro -depos i tion o f Zn-N i protective coa tings fro m sulfa te aceta te baths[J].Surface and Coatings T echno l ogy ,2002,151~152:444~448.
[7] Be ltowska-L eh m an E ,O z g a P ,Sw iatek Z ,et a.l Infl uence
of structural factor on corros i on rate of f unc tiona l Zn-N i coati ng s[J].C rysta lEng i neeri ng ,2002(5):335~345.
[8] O zga P ,B i e l a c nska E .D eterati on of t he corrosi on rate o f Zn
and Zn -N i layers by the EDS techn i que [J].M a teria l s Che m i stry and Physics ,2003,81:562~565.
[9] 蒋永锋,翟春泉,郭兴伍,等.强碱性溶液电镀锌镍合金
研究进展[J].材料科学与工程学报,2003,21(4):586~589.
[10] 田 伟,吴向清,谢发勤.Zn-N i 合金电镀的研究进展
[J].材料保护,2004,37(4):26~29.
[11] 肖作安,费锡明,邹勇进.锌镍合金镀层耐腐蚀性的研究
[J].材料保护,2005,38(3):15~17.
[12] K i m H S ,P opov B N ,Chen K S .Com par ison o f co rros i on-resistance and hydrogen per m eation properti es o f Zn-N ,i Zn-N i -Cd and Cd coati ng s on l ow-carbon stee l[J].Corro si on Sc ience ,2003,45:1505~1521.
[13] 汤智慧,陆 峰,张晓云,等.航空高强度结构钢及不锈
钢防护研究与发展[J].航空材料学报,2003,23(增刊):261~266.
[14] 张永刚,韩雅芳.金属间化合物结构材料[M ].北京:国防
工业出版社,2001:411~413.
[编辑:魏兆军]
)
64)超高强度钢环保型电镀锌镍合金层的耐蚀性研究
o rocarbon res i n w as de ter m i ned to be(2.0:1.0~2.5:1.0),the p i gm ent and binder rati o w as dete r m ined as(2.18~3.27):1.00, wh ile t he dosage of d i spersi ng agent and thicken i ng ag ent was sugges-ted as0.15%~0.20%and1%~2%,respecti ve l y.The resu lti ng coa ting s howed good phy si cochem ical properti es and w as su itab l e to the protection and decorati on o f A l a ll oy s.A t the same ti m e,the coa ting was i nfla mm able and di dn.t e m it nox ious gases and heavy s m oke at e l eva ted te m pera t ure,sho w i ng a certa i n degree o f fire-re-si stant and anti-fla m i ng capability.
K ey wo rds:a l u m i num a lloy;silica so;l com posite pa i nt;fire resis-t ant;fl uorocarbon resi n emu l s i on
Process for Preparation of E lectrop l ated Antitarn is h i n g Ag/C N ano-Co mposite Coati ng
W ANG Suang-yuan,Z HANG X iao-l,i W ANG W e i(D epart m ent o f A pp lihed Che m i stry,T ian jin U n i versity,T i anji n200072,China). Cailiao B aohu2008,41(06),41~43(Ch).A g/C nanoco m po site coa tings w ere prepared by electroplati ng i n a so l ution conta i n i ng C4H4 KN aO6as the co m plex ing agent,a i m ing at developi ng A g coa tings w it h good antitarnishing capability.T he m o rpho l ogy and structure o f the coa tings w ere charac terized by m eans o f scanning e l ec tron m i c ros-copy and X-ray d iffracti on,wh il e the i r resi stance and antitarn i sh i ng behav i o r w ere a lso m easured.R esu lts showed tha t the content of C nano-powders i n the co m pos i te coati ngs first i ncreased w ith i ncreasi ng concentration o f C nano-powders i n t he ba t h so l u ti on and then de-creased therew i th at a concentrati on o f over10g/L of C nano-pow-ders i n t he ba t h so l ution.In the current density range of0.6~0.8 A/d m2,the content o f C nano-pow ders i n the co m pos ite plati ng was about8%.A t the sa m e ti m e,the Ag ma trix g ra i ns i n the co m po site coa tings had nanosca l e size and pre ferential orien tati on along cry sta l p l ane(220),and the A g/C nanoco m po site coati ng s hav i ng a l m ost the sa m e resistance as bright A g coati ng show ed much better antitar-n i sh i ng per f o r m ance.
K ey wo rds:Ag/C;nano-co m pos ite coa ti ng;antitarn i sh i ng
E ffec t of Bath Co mposition on M icrostructu re and P rop erties of E lectroless N ick el Coati ng on M agnesiu m A ll oy
C HEN Zhi-yong,L IU Sha-sha,L I Zhong-hou(R esearch Institute o f Surface Eng i neer i ng,T aiyuan U n i versity of T echno logy,T a i yuan 030024,Ch i na).Cailiao Baohu2008,41(06),44~46(Ch).A m eta ll u rg ica l m i croscope and A x i overt25CA optic i m ag e apparatus w ere perfo r med to analyze t he mo rpho l ogy and m icrostruc t ure of e lec-troless N i coa ti ng on M g a lloy sur f ace,and a g low-discha rge spec-tro m eter w as used to ana l y ze t he e l ementa l distr i bution of the coating. Besi des,t he adhesion strength o f t he coa ting to the substrate was m easured using a W S-97sound em iss i on scra tch i ng apparatus,and the e ffects of bat h compositi on,i n particu lar,of comp l ex i ng ag ents inc l udi ng su lfosa licycli c aci d,sod i u m citra te,and c itric acid on the m orpho l ogy,P content,and adhes i on streng t h t o substra te o f the coa ting w ere h i gh li ghted.R esu lts ind i cated that the co ati ng prepared fro m t he bath conta i n i ng sodi u m c itrate as the comp lex i ng ag ent had a h i gh adhesion streng t h to the M g all oy substrate,wh i ch was as m uch as60N.T he coati ng prepa red from the bat h so l ution con tai n i ng citric aci d as the comp l ex i ng agent had co m pact m i crostructure,w hil e the content o fN i and P i n t he N i-P all oy coati ng w as h i gh l y dependent on the p H va l ue of t he plati ng bath.
K ey w ords:e l ec tro less p lati ng;ba t h co m positi on;m icrostructure; properties;P content
Perfor m ance Ana l ysis and Q uality E val uat i on of Anod ic-O x i da-tion/E lectrophoresis Co mposite Coatings on A l um inum A lloys as M ol d ed Bu ild i ng M ater i a ls
ZHU Zu-fang(N ationa lCenter for Q uality Superv isi on and Inspecti on o f N on-fe rrous M eta l s,C entra l A cademy o f N on-ferrous M eta ls a t Be ijing,Be iji ng100088,Ch i na).Ca iliao Baohu2008,41(06),47 ~50(Ch).
K ey wo rds:alu m i nu m a ll oys;m olded bu il d i ng m ateri a l s;anodic ox i da-ti on;e l ectrophoresis composite coati ng;perf or m ance ana l ysis
Curren t S tatus and Progress of Coati n g T echnol ogy for Surface M od ificati on of D eflection A lum i num A lloy
L IU Chao-feng1,S UN B i n2,GU Shu-hua1(1.H enan P rov i nc i a lK ey Laboratory o f Surface&Interface Sc i ence,Zhengzhou U n i versity o f L i ght Industry,Zhengzhou450002,Chi na;2.D epart m ent ofM ater i a l s and Chem ical Eng i nee ri ng,Zhongyuan Institute of T echnology,Zheng-z hou450007,Ch i na).Cailiao Baohu2008,41(06),51~55(Ch).K ey words:de flection alu m i nu m a ll oy;surface coati ng;surface mod-i
fi cation techno l ogy
Corrosion Control and P reven ti on T echn i que for Fasten er s M ade of T itan i um A lloys
HUANG X iao-x i a,L I R ong-q i ang,Z HANG Y an-x i a(N o.59Institu-
te,Chi na O rdnance Industry,Chongq i ng400039,China).Caili ao
B aohu2008,41(06),56~59(Ch).
K ey words:titan i u m all oy;fastener;corrosi on causes;co rros i on con-
tro;l protection techn i que
Corrosion R esistance of E lec trop l a ted Zn-N i A lloy Coating on 300M U ltra-H igh Strength Stee l
Z HANG X i ng-wen1,2,FE I J i ng-y i n1,ZHOU Guo-hua2(1.Schoo l o f
M aterials and Engnee ri ng,N orth w estern Po lytechnica lU nniversi nty,
X ia'n710072,Ch i na;2.H ea t-T reat m ent&Surface T reat m ent Facto-
ry,Chengdu A ircraft Industr i a l Co rporati on,Chengdu610092,Ch-i
na).Caili ao Baohu2008,41(06),60~64(Ch).Zn-N i a lloy coa-t
i ng was prepa red on300M u ltra-h i gh strength stee l by e lectrop lati ng
i n Cd-free and cyani de-free env iron m entall y fr i end l y ba t h of chlor i de
-s u lfate.The e ffects o f plati ng para m e ters on t he appea rance and ad-
hesi on streng th of the all oy coati ng,and the re l a tionsh i ps a m ong N i conten t and m icrostructure and co rrosion resistance of the coatings
w ere i nvestigated us i ng bend i ng test,scann i ng e l ec tron m i croscopic a-
nalysis,energy d ispersive spectrom etr ic ana l ys i s,neu tra l-sa lt-spray
test,X-ray d iffracti on,and e l ectroche m i ca l po lariza tion test.It was
found that curren t density had obv ious e ffect on t he compositi on of the
Zn-N i all oy coa ti ng,t he unpassivated a ll oy coati ng had better an ti-
corrosi on ability than porous e lectrop l a ted Cd coati ng.M oreover,the
a lloy coati ng conta i n i ng13.5%N i had the hi ghest endurati on of1
632h to neu tra l sa lt spray test,i nd i cating t hat the Zn-N i all oy coa-t
i ng has good corrosi on resistance.
K ey wo rds:e l ectroplati ng;300M ultra-h i gh streng t h stee;l Zn-N i a-l
l oy coa ti ng;corro si on resi stance
Syn ergistic E ffec t of M g2+and Cu2+on Smoke-Free Chem ical Polish i ng of A l um i num A lloy
Z HONG Ji an-hua,L IU Ji n-m ing,JI N P ing(Schoo l o fM ater i a l&
Che m i ca lEng i neer i ng,Jiangx i U niversit y of Sc i ence and T echnology,
G anzhou341000,Chi na).Caili ao Baohu2008,41(06),65~66
(Ch).Co mb i natory add iti ves w ere added into conventi ona l phospho ric
ac i d-sulfuric ac i d so l u tions f o r s moke-free che m ica l po li sh i ng of i ndus-
tria l al u m i num,ai m i ng at i m prov i ng the polis h i ng efficacy.A nd the
po li sh i ng e fficacy was co m pared among t he present poli sh i ng fl u i d and
conventional t hree-aci ds flui d as w el.l Itw as found that the heavy m e-t
a l add iti ves such as Cu and N i i n conventional po li sh i ng fl u i ds are fa-
vorab l e to the f o r ma tion of ox i dati on fil m and show s moothen i ng effec t
as w el.l W hen M g2+w as added a t an a m ount equal to t hat of Cu2+,
t he t wo types of additi ves sho w ed synerg i sti c effec t,contr i buti ng to i m-
prov i ng the appea rance qualit y o f the po li shed A l surface.T he opti m a l add i tion ofM g2+was suggested as1.2~1.8g/L.
K ey wo rds:che m ical polishi ng;a l u m i num a lloy;m eta llic add i tives; Cu2+;M g2+;syne rg istic effect
D esi gn of Cathod ic Protection and Eva l uation of Protection Eff-i cacy for Ball ast Tank
HOU Zh i-q i ang1,X ING Shao-hua2(1.Q i ngdao Shuangru iA ntico r-
rosion and A ntif ou li ng Eng i neer i ng Co.L t d.,Q ingdao266071,Ch-i
na;2.K ey L aboratory o fO cean Corrosi on and P reventi on for N a tiona l
D e f ense Science and T echno l ogy,Q i ngdao266071,Chi na).Caili ao
B aohu2008,41(06),67~68(Ch).Coati ng comb i ned w it h sacr if-i
c ial anode-t ype cat hodic protection was use
d as a jo i nt corros i on-pre-
venti on technique to con tro l the corros i on o f ba ll ast tanks o f sh i ps.
Conventiona l desi gn me t hods we re thus adopted for desi gn i ng sacr if-i
c ial anode-type catho
d ic pro tecti on,and th
e boundary cond i tions
w ere deter m i ned based on si m u l a ti on tests.A t the sa m e ti m e,
BEASY so ft w are w as used t o ca rry ou t nu m erical si m ulation of t he e-f fi cacy of cathod ic protection,and t he feas i bility o f the desi gn i ng p l an w as a lso d iscussed.R esu lts i ndicated t hat t he design plan was ra ti on-a,l and t he plan fo r the arrangem ent o f the sac rificial anodes w as fea-s i ble.M o reover,t he i nsuffi c ientl y protec ted areas o f t he cathod ic-pro tecti on syste m inc l uded the jo i nts bet w een the bott om and the si de w alls and tho se side-w all zones w ithout sacrificia l anodes.
K ey words:ball ast tank;sacrifi c i a l anode-t ype cat hod i c protecti on;nu-
mer i cal sm i ulati on;BEASY soft ware;protection effec;t eva l uation
Journa l ofM aterials Pr o tecti o n。