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車身材料腐蝕試驗相關性研究

2021-10-12 08:44:30·  來源：汽車材料網(wǎng)  
　
摘要：通過車身材料冷軋板?鍍鋅板在中性鹽霧試驗?循環(huán)腐蝕試驗和整車強化腐蝕試驗中的腐蝕表征，對比分析兩種材料在不同試驗周期的腐蝕擴散量?腐蝕微觀形貌和
摘要：通過車身材料冷軋板?鍍鋅板在中性鹽霧試驗?循環(huán)腐蝕試驗和整車強化腐蝕試驗中的腐蝕表征，對比分析兩種材料在不同試驗周期的腐蝕擴散量?腐蝕微觀形貌和腐蝕量3個維度的相關性?結果表明：無論是裸板還是電泳后的冷軋板?鍍鋅板，兩種材料在循環(huán)腐蝕與強化腐蝕試驗中的數(shù)據(jù)擬合后偏差小，相關性較好?
　
關鍵詞：冷軋板；鍍鋅板；腐蝕試驗；相關性
　0引言
　　目前汽車行業(yè)常用的腐蝕試驗方法較多，每種試驗方法都具有特定的優(yōu)勢和應用范圍?針對此情況，作者對車身常用材料冷軋板?鍍鋅板的防腐性能進行驗證，研究冷軋板和鍍鋅板在中性鹽霧試驗?循環(huán)腐蝕試驗和整車強化腐蝕試驗中的腐蝕表征，對比分析3種試驗在不同試驗周期的腐蝕擴散量?腐蝕微觀形貌和腐蝕量3個維度的相關性?
　　1實驗部分
　　1.1試驗方法
　　此次驗證采用中性鹽霧試驗?循環(huán)腐蝕試驗和整車強化腐蝕試驗，其試驗標準及試驗設備選擇如表1所示?
 
　　1.2驗證方案制定
　　選取冷軋板(SPCC)及鍍鋅板(DC52D45/45ZF)兩種材料，制備規(guī)定尺寸試板(如表2所示)?
 
　　電泳板制備方式為懸掛在白車身底盤，與車身同步電泳，要求電泳試片膜厚不小于20μm(如圖1所示)?
 
　　強化腐蝕試驗試片安裝位置選取腐蝕等級4級的環(huán)境區(qū)域(如圖2所示)，安裝方式為直接用膠粘貼，底盤電泳試片點2代表SPCC電泳試片位置，點1代表鍍鋅板電泳試片位置?
 
　　2結果與討論
　　2.1電泳試板劃痕擴散分析
　　對SPCC電泳板和鍍鋅電泳板進行60℃交叉劃痕，觀察在中性鹽霧試驗?循環(huán)腐蝕試驗中的階段性外觀形貌變化(如圖3所示)，其中中性鹽霧試驗共進行1512h，循環(huán)腐蝕試驗共進行63個循環(huán)(1512h)?
 
　　對兩種板材的劃痕腐蝕擴散值進行統(tǒng)計分析(如表3所示)，可知：SPCC電泳板在中性鹽霧試驗各階段的劃痕腐蝕擴散量小于在循環(huán)腐蝕試驗中的劃痕腐蝕擴散量；鍍鋅電泳板在中性鹽霧試驗各階段的劃痕腐蝕擴散量大于在循環(huán)腐蝕試驗中的劃痕腐蝕擴散量?
 
　　同時從表3進一步說明鍍鋅板在中性鹽霧試驗中腐蝕結果最為嚴重，擴散寬度為SPCC電泳板中性鹽霧試驗的4倍，循環(huán)腐蝕試驗的2.6倍?在現(xiàn)實環(huán)境中，鍍鋅板防腐性能明顯優(yōu)于普通板材，因此推斷應用循環(huán)腐蝕試驗驗證鍍鋅板電泳件防腐性能更加接近實際車輛服役現(xiàn)狀?
 
　　根據(jù)統(tǒng)計數(shù)值分析其腐蝕擴散量變化趨勢(圖4)，可得在兩種試驗環(huán)境中腐蝕擴散量由大到小依次為：鍍鋅板中性鹽霧試驗>冷軋板循環(huán)腐蝕試驗>冷軋板中性鹽霧試驗>鍍鋅板循環(huán)腐蝕試驗?
　　2.2裸板腐蝕質(zhì)量損失分析
　　2.2.1非電泳板腐蝕速率分析
 
　　圖5為SPCC冷軋板與鍍鋅板在中性鹽霧?循環(huán)腐蝕和強化腐蝕中的腐蝕速率趨勢圖，可以看出：SPCC冷軋板和鍍鋅板都是在中性鹽霧試驗中腐蝕速率最快，其次是強化腐蝕試驗和循環(huán)腐蝕試驗，而循環(huán)腐蝕試驗與強化腐蝕試驗腐蝕速率比較接近，兩個試驗相關性較強?
　　2.2.2非電泳板腐蝕質(zhì)量損失擬合分析
 
　　通過Originpro數(shù)據(jù)分析軟件可得出腐蝕質(zhì)量損失擬合函數(shù)，見公式(1)，該二次函數(shù)的指數(shù)函數(shù)擬合曲線與實際試驗結果吻合性在99.75%以上，因此認為可通過函數(shù)推算數(shù)據(jù)分析試驗相關性(如圖6所示)?
　　y=exp(a+bx+cx)(1)
　　其中：y為腐蝕質(zhì)量損失；x為腐蝕時間；a為材料理論腐蝕量；b為腐蝕過程催化因子；c為腐蝕過程抑制因子?可以看出兩種材料在不同試驗中的腐蝕趨勢基本相同，在零部件腐蝕過程初期，腐蝕質(zhì)量快速增加；隨著時間的推移，腐蝕環(huán)境和已產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物抑制了腐蝕質(zhì)量損失增加的速度?鍍鋅板強化腐蝕試驗與循環(huán)腐蝕試驗在前1000h擬合曲線基本重合，1000h后逐漸出現(xiàn)偏差，但偏差較中性鹽霧試驗??；SPCC強化腐蝕試驗與循環(huán)腐蝕試驗整個過程擬合曲線偏差較小，與中性鹽霧試驗偏差較大?
　　2.3腐蝕產(chǎn)物及微觀形貌分析
 
　　利用SEM/EDS觀察電泳板微觀形貌并對其腐蝕產(chǎn)物進行檢測分析(如圖7所示)?SPCC中性鹽霧360h表面形貌主要呈球狀分布，循環(huán)腐蝕和強化腐蝕360h的腐蝕產(chǎn)物呈粒狀分布或針狀分布，針狀物可能為Fe2O3·XH2O(羥基氧化鐵)?鍍鋅板中性鹽霧360h出現(xiàn)大量針狀腐蝕產(chǎn)物，循環(huán)腐蝕和強化腐蝕360h則出現(xiàn)少量針狀物，并有顆粒狀物存在?
　　3結論
　　綜合來講，鍍鋅電泳板和鍍鋅裸板都在中性鹽霧試驗中的腐蝕速率最快，其次為強化腐蝕和循環(huán)腐蝕?SPCC電泳板在循環(huán)腐蝕試驗中的腐蝕速率最快，強化腐蝕次之，中性最慢；SPCC裸板則相反?循環(huán)腐蝕與強化腐蝕試驗數(shù)據(jù)擬合后的偏差小，相關性較好?
 
來源：期刊—研究與開發(fā)
王添琪1，馬瓊1，李子濤2
(1.安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心；
2.馬鋼山鋼鐵股份有限公司)
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