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四、钢铁的腐蚀机理：

钢铁的腐蚀是由于其化学和电化学反应，由表及里，使钢铁受到破坏，丧失其原有 性能的结果,钢铁存在着一种内在的自发倾向，即由金属向其更稳定的自然状态转化， 就是钢铁的自然腐蚀的趋势。 在自然界中， 由于腐蚀介质不同， 钢铁的腐蚀有各种各样， 可以分为：大气腐蚀、水及海水腐蚀、土壤腐蚀及化学介质腐蚀。 钢铁由铁素体和微量渗碳体组成，在含有电解质的水中时，将发生如下电化学反应： 阳极反应：Fe → Fe2+ + 2e 阴极反应：2H+ + 2e → H2↑ 或 在溶液中： Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 在水与氧作用下，Fe(OH)2 生成水合氧化铁，即铁锈。 2 Fe(OH)2+ H2O +
1 O2 → Fe2O3·x H2O 2

H2O + O2 + 4e → 4OH-

在电化学反应中，被腐蚀的是阳极。 1、铁锈的组成: 从化学成分上看，铁锈从里到外是由:FeO﹒nH2O；Fe2O3﹒nH2O；Fe3O4﹒nH2O 三层组 成， 铁锈也可视作铁在氧化还原成原始矿石的过程， 因此和天然铁矿石一样是由不同晶 形（α 、β 、γ 、δ ）的 FeOOH、Fe3O4 和一些非晶形物质组成，从结构上看，锈层是一 个疏松多孔的含水固体，从组成上看，是较稳定的铁化合物如 Fe3O4、 、Fe2O3、α -FeOOH 及较活泼的铁化合物如γ -FeOOH、Fe（OH）2、 、Fe（OH）3、的混合体，新生锈主要是γ -FeOOH，老锈主要是 Fe3O4。 钢铁的腐蚀过程为： O2 →（重排） α —FeOOH Fe3O4、 Fe → FeO→ Fe（OH）2 → Fe（OH）3→γ -FeOOH

→（Fe（OH）2） Fe2O3

→（脱水）

力学性能
①抗拉强度（σb）：试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的 力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的 能力。式中：Fb--试样拉断时所承受的 力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。
②屈服点（σs）：具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。 上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的 应力； 下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的小应力。 式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。
③断后伸长率：（σ）在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。
④断面收缩率：（ψ）在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的 缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的少横截面积，mm2。
⑤硬度指标 ：金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
布氏硬度（HB）：用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。

     （3）对硫酸盐镀锌的优化
  硫酸盐镀锌优点是电流效率高达 ，沉积速率快，这是其他镀锌工艺无可比拟的。由于镀层结晶不够细致，分散能力与深镀能力较差，因而只适于几何形状简单的管材与线材等电镀。硫酸盐电镀锌铁合金工艺对传统的硫酸盐镀锌工艺进行优化，只保留了主盐硫酸锌，其余组分均舍弃。
  在组成新工艺配方中又加入适量铁盐，使原来的单金属镀层形成锌铁合金镀层。工艺的重组，不仅发扬了原工艺电流效率高、沉积速率快的优点，还使分散能力与深镀能力得到很大改善，过去复杂件不能镀，现在简单与复杂件都能镀，而且防护性能比单金属提高3～5倍。生产实践证明，用于线材、管材的连续电镀，镀层晶粒比原来的更细化、更光亮，沉积速率快。2～3 min内镀层厚度达到要求。
  （4）硫酸盐镀锌的转化
  硫酸盐电镀锌铁合金只保留硫酸盐镀锌的主盐硫酸锌，其余组分如硫酸铝、明矾（硫酸铝钾）等可在镀液处理时，加入氢氧化钠使之生成不溶性氢氧化物沉淀去除；对有机添加剂，则加入粉状活性炭吸咐去除。
  镀锌管厂家试验表明，硫酸铝与硫酸铝钾一次性难以彻底去除，对镀层光亮度有影响，但并不严重，可随带出消耗，此时镀层光亮度便可恢复 溶液通过处理，可按新工艺所需成分含量补加，即完成转化。