某鑄鋼件液態(tài)金屬助裂(LMAC)形成原因分析

黃韜睿,楊世杰,王 雷

(中國(guó)鐵建國(guó)際集團(tuán)有限公司,北京 100855)

鑄鋼件因其設(shè)計(jì)的靈活性和整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域中。鑄鋼件最重要的質(zhì)量控制要求之一就是不允許有裂紋的存在，否則會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的性能和安全性。尤其是在設(shè)計(jì)應(yīng)力較大的構(gòu)件中，如果有未能發(fā)現(xiàn)并修補(bǔ)的裂紋，在應(yīng)力作用下，裂紋會(huì)進(jìn)一步的延伸擴(kuò)展，最后導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞[1-5]。鑄鋼件裂紋按照其產(chǎn)生的位置可分為內(nèi)部裂紋和表面裂紋，在國(guó)標(biāo)和歐標(biāo)當(dāng)中，都有詳細(xì)的檢測(cè)措施和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。通常通過外觀檢測(cè)和磁粉探傷，可以檢測(cè)出表面裂紋，通過超聲檢測(cè)和射線探傷，可以檢測(cè)出內(nèi)部裂紋。裂紋一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，就要及時(shí)修補(bǔ)，無法修補(bǔ)的，應(yīng)立即作廢重鑄。熱鍍鋅是鑄鋼件防腐的重要技術(shù)措施之一，應(yīng)用非常廣泛。然而，熱鍍鋅引起的表面液態(tài)金屬助裂(LMAC)現(xiàn)象也不容忽視[6-10]。LMAC是指在熱鍍鋅過程中，因構(gòu)件材料韌性鍍鋅過程中的液態(tài)金屬環(huán)境以及鋼構(gòu)件與液態(tài)鋅接觸面處拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象。

1 LMAC案例分析

1.1 項(xiàng)目背景

Q國(guó)L體育場(chǎng)項(xiàng)目是由S委員會(huì)發(fā)起，以中國(guó)大型中資企業(yè)C0與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)H組成聯(lián)合體為總承包商，以中東T公司為監(jiān)理的大型體育場(chǎng)項(xiàng)目。該項(xiàng)目的屋面結(jié)構(gòu)為魚腹式索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，跨度達(dá)274 m，懸挑長(zhǎng)度76 m，如圖1所示。每榀魚腹式結(jié)構(gòu)分4段徑向索，徑向索1和徑向索2與鋼結(jié)構(gòu)相連，徑向索3和徑向索4與環(huán)索相連，中間由交叉節(jié)點(diǎn)板連接，如圖2所示。各索體的規(guī)格見表1。

圖1 屋面魚腹式索網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Diagram of roof fish tail cable net system

圖2 屋面魚腹式索網(wǎng)結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖Fig.2 Axonometric diagram of roof fish tail cable net system

表1 各索體參數(shù)Tab.1 Parameters of each cable

該項(xiàng)目執(zhí)行歐洲標(biāo)準(zhǔn)，并且在項(xiàng)目規(guī)范中明確索體錨具的材料為鑄鋼件，推薦使用歐標(biāo)規(guī)范BS EN 10293：2015《一般工程用途鑄鋼件》中所列型號(hào)為G20Mn5+N或G10MnMoV6-3+QT2的鑄鋼件，并且要求碳當(dāng)量小于0.49%。防腐系統(tǒng)依據(jù)歐標(biāo)規(guī)范BS EN ISO 1461：2009《鋼鐵制品熱浸鍍鋅層——技術(shù)規(guī)范及試驗(yàn)方法》，采用熱浸鍍鋅工藝在表面鍍鋅，厚度不小于150 μm。值得注意的是，項(xiàng)目規(guī)范特別提示承包商應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┍ＷC鑄鋼件在鍍鋅之后不會(huì)發(fā)生液態(tài)金屬助裂。

經(jīng)過公開招標(biāo)，項(xiàng)目所用索具全部由國(guó)內(nèi)索具企業(yè)J公司供貨。索體本身由J公司自行生產(chǎn)，相應(yīng)的鑄鋼件錨具外包生產(chǎn)，最后運(yùn)至J公司將索體和錨具澆鑄在一起，完成索具的生產(chǎn)。錨具由J公司設(shè)計(jì)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選用了G34CrMo4合金結(jié)構(gòu)鋼的合金鋼鑄件以滿足較高的強(qiáng)度要求，并未使用規(guī)范中推薦的材料。由于供貨周期較緊張，J公司同時(shí)選用了國(guó)內(nèi)兩家鑄造廠同時(shí)生產(chǎn)錨具，將索徑100 mm以上的錨具分配給了地處南方的H公司，將索徑100 mm以下的錨具分配給了地處北方的D公司，兩家均為J公司的長(zhǎng)期合作單位。H公司和D公司分別又將熱浸鍍鋅的工序外包給了當(dāng)?shù)氐腍0和D0兩家鍍鋅廠。

J公司按照?qǐng)?bào)批的質(zhì)量控制計(jì)劃，在第3方質(zhì)檢公司的監(jiān)督下，第1批48根徑向索4如期完成加工發(fā)貨。在第2批48根徑向索1的加工過程中，偶然碰壞了一處錨具的鍍鋅層。根據(jù)項(xiàng)目規(guī)范要求，鍍鋅層損壞的部位，應(yīng)打磨至母材后，使用環(huán)氧富鋅底漆修補(bǔ)。然而在打磨掉鋅層后，發(fā)現(xiàn)了一條疑似裂紋的痕跡，隨即進(jìn)行磁粉探傷，確認(rèn)在鍍鋅完成后的成品錨具中存在裂紋，如圖3所示。

圖3 裂紋宏觀形貌Fig.3 Macro morphology of the crack

之后，J公司將所有的成品錨具去除鋅層，全面排查，發(fā)現(xiàn)徑向索錨具普遍存在開裂現(xiàn)象，環(huán)索錨具無開裂現(xiàn)象。后選取開裂較為嚴(yán)重的幾個(gè)錨具進(jìn)行打磨后再次進(jìn)行磁粉探傷，評(píng)估裂紋深度，多數(shù)為3 mm左右，個(gè)別較為嚴(yán)重的，裂紋深度達(dá)到8 mm。

1.2 案例概況

調(diào)閱鑄造過程中的所有質(zhì)檢記錄，自檢、第三方檢測(cè)記錄齊備，在鋼構(gòu)鑄件交付至鍍鋅廠之前無開裂現(xiàn)象，排除漏檢的可能性。為進(jìn)一步確認(rèn)鋼構(gòu)件裂紋產(chǎn)生的時(shí)間，調(diào)查組選取了開裂較為嚴(yán)重的3個(gè)鑄鋼錨具，取樣進(jìn)行宏觀分析、微觀分析和能譜(EDS)分析。分析結(jié)果表明，裂紋出現(xiàn)的區(qū)域多為鑄鋼錨具補(bǔ)焊區(qū)的焊縫金屬和熱影響區(qū)，裂紋內(nèi)部有鋅滲入(見圖4，圖5)，確認(rèn)裂紋確實(shí)是在鍍鋅的過程中產(chǎn)生的，最終調(diào)查組判定錨具上的裂紋均為L(zhǎng)MAC。

圖4 裂紋微觀形貌Fig.4 Micro morphology of the crack

圖5 裂紋內(nèi)部EDS分析位置和分析結(jié)果Fig.5 EDS a) analysis position and b) analysisresult of crack interior

2 裂紋成因分析

2.1 液態(tài)金屬助裂現(xiàn)象

鋼構(gòu)件與液態(tài)鋅接觸面處的拉應(yīng)力來源有兩種，一種是鍍鋅過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力，另一種是鋼構(gòu)件在加工生產(chǎn)(如冷彎和焊接)過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。而鍍鋅過程中的液態(tài)金屬除了帶來熱應(yīng)力外，液態(tài)鋅當(dāng)中摻雜的一些金屬元素也會(huì)沉積在鋼構(gòu)件與鋅的鍍層界面上。這些雜質(zhì)元素，一方面會(huì)加速熱傳導(dǎo)，帶來更多的熱應(yīng)力，另一方面會(huì)由鍍層界面沿鋼構(gòu)件晶界滲入鋼構(gòu)件內(nèi)部，通過液態(tài)金屬致脆(LME)機(jī)制引起金屬脆化。當(dāng)以上條件同時(shí)滿足時(shí)，就會(huì)存在發(fā)生液態(tài)金屬助裂的可能性。

液態(tài)金屬助裂通常產(chǎn)生的是表面裂紋，國(guó)內(nèi)鮮有報(bào)道。雖然此類裂紋比較罕見，但是若未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)，將給結(jié)構(gòu)(尤其是承受疲勞載荷的結(jié)構(gòu))帶來巨大的安全隱患。2002年，由來自英國(guó)鍍鋅協(xié)會(huì)(Galvanizers Association)和英國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)(British Constructional Steelwork Association)的成員以及若干業(yè)內(nèi)專家，組成了聯(lián)合工作組，針對(duì)LMAC展開研究，并于2003年發(fā)布臨時(shí)指南。該指南旨在提醒從業(yè)人員注意防范金屬加工過程中潛在的LMAC風(fēng)險(xiǎn)。指南中通過分析來自德國(guó)、日本、美國(guó)、加拿大等多國(guó)的LMAC案例，結(jié)合鍍鋅、焊接等相關(guān)歐標(biāo)規(guī)范，就現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和信息總結(jié)了容易導(dǎo)致LMAC發(fā)生的前置條件以及對(duì)應(yīng)的防控措施。對(duì)于存在LMAC風(fēng)險(xiǎn)的工況，要特別注意排查L(zhǎng)MAC，以免漏檢帶來嚴(yán)重后果。

預(yù)防或降低LMAC發(fā)生的概率應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。

(1) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量避免構(gòu)件厚度突變的情況。在熱鍍鋅的過程中，同一構(gòu)件中，厚度小的部分相比厚度大的部分，升溫速度要快得多，這就容易在截面的過渡部分造成較高的溫差應(yīng)力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)件厚度的過渡比例應(yīng)盡量控制在2.5～1。同樣，構(gòu)件截面應(yīng)盡量對(duì)稱設(shè)計(jì)，如果做不到對(duì)稱設(shè)計(jì)，尺寸的變化也應(yīng)盡量平滑過渡，避免突變。相比對(duì)稱截面的構(gòu)件，不對(duì)稱截面的構(gòu)件更有可能存在固有應(yīng)力。

焊接位置的設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量靠近穿過構(gòu)件整體重心的軸線，如果無法滿足，也應(yīng)盡量對(duì)稱軸線布置。焊縫的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量控制焊縫的尺寸、熱輸入量等，滿足最低要求。焊縫形式的選擇上，角焊縫要優(yōu)于對(duì)接焊縫。在受力條件允許的情況下，布置間斷焊縫也是一個(gè)有效降低焊接應(yīng)力的好選項(xiàng)。

總的來說，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)盡量避免或降低內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。

(2) 材料成分的選擇

鋼材的強(qiáng)度等級(jí)與其含碳量正相關(guān)，在含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.9%的范圍內(nèi)，隨碳量增加，鋼的強(qiáng)度隨之增大，塑性和韌性下降。在合金鋼中，將各種合金元素折算成碳當(dāng)量，常被用來控制合金鋼的強(qiáng)度。有研究表明，被鍍鋅母材的強(qiáng)度或碳當(dāng)量越高，發(fā)生LMAC的可能性就越大。碳當(dāng)量CE可按國(guó)際焊接學(xué)會(huì)(International Institute of Welding)發(fā)布的公式來計(jì)算

(1)

式中：wC為碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；wMn為錳元素的質(zhì)量數(shù)；wCr為鉻元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；wMo為鈷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；wV為釩元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；wNi為鎳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù);wCu為銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

此外，記載于日本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS G 3129-2005《塔結(jié)構(gòu)用高拉伸強(qiáng)度鋼》當(dāng)中的熱鍍鋅裂紋敏感性指標(biāo)Es，也可以用來評(píng)估合金鋼發(fā)生LMAC的可能性。計(jì)算公式如下

(2)

式中：wSi為硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；wNb為鈮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；wTi為鈦元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；wB為硼元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

當(dāng)鋼材的CE或者Es值大于0.44%時(shí)，發(fā)生LMAC的可能性將大大增加。

除了強(qiáng)度或碳當(dāng)量高的鋼材發(fā)生LMAC的風(fēng)險(xiǎn)較高之外，帶有較高殘余應(yīng)力的冷彎型鋼，在熱鍍鋅過程中同樣需要防范LMAC。

綜上，以下4種鋼材被認(rèn)為擁有較高的發(fā)生LMAC的風(fēng)險(xiǎn)，即調(diào)質(zhì)鋼(如ZG35Cr1Mo)，高強(qiáng)度等級(jí)的鋼材(屈服強(qiáng)度大于355 MPa)，冷彎空心型鋼，耐候鋼。在防腐措施的選擇上，盡量避免使用熱鍍鋅工藝。

(3) 鋼結(jié)構(gòu)加工過程

在鋼結(jié)構(gòu)件加工的過程中，因工藝的不同，會(huì)進(jìn)一步造成不同程度的內(nèi)應(yīng)力。例如鋼板開孔，沖孔要比鉆孔給鋼板造成更多的內(nèi)應(yīng)力。來自南非的關(guān)于LMAC的記錄中，多數(shù)是發(fā)生在15 mm以上厚度的鋼板經(jīng)沖孔工藝所開孔周圍的區(qū)域。當(dāng)15 mm以上厚度的鋼板需要開孔時(shí)，應(yīng)盡量選擇鉆孔工藝，或是沖一個(gè)較小的孔后，再進(jìn)一步切削打磨使其擴(kuò)大到設(shè)計(jì)尺寸。

在組裝鋼構(gòu)件的過程中，應(yīng)盡量避免使用較大的外力迫使構(gòu)件就位。如果是焊接結(jié)構(gòu)，還要注意嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程操作，控制焊接過程中的熱輸入量，盡量減少焊接應(yīng)力。

(4) 熱鍍鋅工藝

在熱鍍鋅的過程中，鋼構(gòu)件被浸入鋅池，與高溫液態(tài)金屬鋅直接接觸，是導(dǎo)致LMAC的關(guān)鍵因素。屆時(shí)，鋼構(gòu)件表面的熱輸入量陡增，造成大量的熱應(yīng)力，與之前構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力共同作用，大大增加了開裂的風(fēng)險(xiǎn)。為了盡量減少熱應(yīng)力的產(chǎn)生，應(yīng)該在鋼構(gòu)件浸入鋅池前緩慢均勻預(yù)熱，并在預(yù)熱結(jié)束后盡快浸入鋅池，減少構(gòu)件本身與鋅池的溫差。同時(shí)，鋅池的溫度應(yīng)盡量保持在標(biāo)準(zhǔn)溫度的下限，通常在440 ℃左右。如果條件允許，浸鋅的速度要盡量快，減少熱輸入量。如果浸鋅時(shí)長(zhǎng)超過30 min，開裂的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大增加，需要格外注意排查。鋼構(gòu)件進(jìn)入鋅池時(shí)的角度越小越好，吊掛的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少構(gòu)件自重產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。

除此之外，要注意控制鋅池的純度，避免雜質(zhì)金屬元素帶來的LMAC風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)歐標(biāo)規(guī)范BS EN ISO 1461：2009中的規(guī)定，熱鍍鋅池中，鋅以外的雜質(zhì)元素含量不得超過鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.5%。除此之外，雜質(zhì)元素的含量超過推薦值(wSn≤0.1%,w(Pb+10Bi)≤1.5%,w(Sn+Pb+Bi)≤1.0%)，也會(huì)帶來LMAC的風(fēng)險(xiǎn)。

通過以上措施，能夠有效限制LMAC形成的條件，從而降低其發(fā)生的概率。但是，這并不意味著能夠徹底杜絕開裂的發(fā)生。因此，加強(qiáng)鍍鋅之后的質(zhì)量檢測(cè)是抵御LMAC的最后一道防線。經(jīng)過熱鍍鋅的合金鋼構(gòu)件，必須要進(jìn)行100%的外觀檢測(cè)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂紋或疑似裂紋，應(yīng)立即報(bào)告并進(jìn)行無損探傷。由于液態(tài)金屬助裂通常發(fā)生在母材的表面且被鋅層覆蓋填充，超聲探傷的精度無法保證，因此超聲探傷并不適合檢驗(yàn)LMAC。渦流探傷雖然能夠穿透鋅層檢測(cè)到鋅層以下的裂紋，但是對(duì)于鋅層厚度的變化、母材厚度的變化等過于敏感，需要特定的儀器和訓(xùn)練，才能獲得相對(duì)準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，可操作性較差。相比較而言，磁粉探傷比較適用于液態(tài)金屬助裂的檢測(cè)，但是僅僅適用于鋅層厚度在50 μm以下的部位。

綜上，如果導(dǎo)致液態(tài)金屬助裂的高危因素?zé)o法避免，應(yīng)建立一套具有針對(duì)性的質(zhì)量控制體系，最大限度地降低開裂的幾率。例如在熱鍍鋅構(gòu)件量產(chǎn)之前，可以小量試鍍后，打磨掉鋅層檢測(cè)開裂情況，驗(yàn)證工藝。或者是在變截面處、焊接區(qū)域等存在內(nèi)應(yīng)力幾率較大的位置，打磨掉鋅層抽檢，合格后使用環(huán)氧富鋅底漆修補(bǔ)。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)開裂應(yīng)全面排查，及時(shí)修補(bǔ)裂紋，改進(jìn)或更換工藝，避免影響進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2 液態(tài)金屬助裂成因分析

由于國(guó)內(nèi)之前沒有LMAC的相關(guān)研究和報(bào)道，J公司并未對(duì)項(xiàng)目規(guī)范中與之有關(guān)的要求引起足夠的重視，并且J公司之前生產(chǎn)的索具，絕大多數(shù)采用的是油漆防腐系統(tǒng)，從未發(fā)生過類似開裂。事故發(fā)生之后，總承包方與J公司根據(jù)上文中的防控措施進(jìn)行了比對(duì)分析。

(1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面

徑向索一端為U型接頭錨具，一端為錐型接頭錨具，并通過調(diào)節(jié)螺桿與另一U型接頭相連，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度調(diào)節(jié)。此次事故中錐型接頭開裂程度較輕，多數(shù)錐形接頭無開裂，U型接頭開裂較為嚴(yán)重，尤其是U型拐角處以及銷軸孔凸臺(tái)邊緣，開裂較為普遍。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度分析，錐型接頭壁厚均一，幾何角度變化平緩，在鑄造和鍍鋅的過程中不易造成應(yīng)力集中。U型接頭幾何形狀變化較大，U型拐角處以及小軸孔凸臺(tái)幾乎是直角突變，在鑄造和鍍鋅的過程中容易造成較高的應(yīng)力。

(2) 材料選擇方面

依據(jù)歐標(biāo)規(guī)范BS EN 10293:2015《一般工程用途鑄鋼件》中對(duì)G34CrMo4合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分規(guī)定見表2。

表2 BS EN 10293:2015規(guī)定的G34CrMo4合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Tab.2 Chemical compositions of G34CrMo4 alloy structuralsteel to BS EN 10293:2015 (mass fraction) %

依據(jù)式(1)和式(2)(暫不考慮規(guī)范以外的化學(xué)成分)進(jìn)行計(jì)算，可以知道，G34CrMo4合金結(jié)構(gòu)鋼的CE不小于0.573%，Es不小于0.595%。根據(jù)實(shí)測(cè)3個(gè)不同錨具樣本的化學(xué)成分(見表3)，各化學(xué)成分均符合規(guī)范要求，其CE值分別為0.65%，0.71%和0.68%，均已大于0.44%的LMAC的低風(fēng)險(xiǎn)值。

表3 3個(gè)不同錨具試樣的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Tab.3 Chemical compositions of three different anchorage samples (mass fraction) %

(3) 加工過程方面

根據(jù)質(zhì)檢記錄，整個(gè)鑄造澆注過程均按規(guī)范操作，但是焊補(bǔ)記錄不全。對(duì)補(bǔ)焊區(qū)域的硬度進(jìn)行檢測(cè)，可知焊補(bǔ)區(qū)域的硬度要遠(yuǎn)高于母材的硬度(見圖6)，可以側(cè)面證明，開裂的焊補(bǔ)區(qū)域的焊后熱處理不合適，仍存在較高的焊接應(yīng)力。

圖6 補(bǔ)焊區(qū)域的硬度Fig.6 Hardness of welding repair area

(4) 熱鍍鋅工藝方面

經(jīng)對(duì)比，D公司外委的鍍鋅廠D0所使用的鋅鍋尺寸為13.3 m×2.2 m×3.2 m，鋅溫控制在435～440 ℃，浸鋅6～7 min。H公司外委的鍍鋅廠H0所使用的鋅鍋尺寸僅有2 m×0.8 m×0.6 m，因?yàn)殇\鍋較小，為防止鋅液降溫過快，鋅溫一般控制在500～520 ℃，熱鍍鋅8～10 min。由此可見，H0廠在鍍鋅過程中錨具的熱輸入量要遠(yuǎn)高于D0廠的。實(shí)際情況也是H公司出產(chǎn)的錨具，其開裂程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于D公司出產(chǎn)的錨具。經(jīng)過檢測(cè)H0廠鋅池樣本的化學(xué)成分(見表4)，滿足歐標(biāo)規(guī)范BS EN ISO 1461：2009的要求，排除鋅池雜質(zhì)元素的影響因素。經(jīng)過進(jìn)一步對(duì)比分析，H公司和D公司的鑄造工藝并沒有關(guān)鍵性的差異，熱鍍鋅過程中的熱輸入是影響開裂的關(guān)鍵因素。

表4 H0廠鋅池樣本的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Tab.4 Chemical compositions of zinc pool samplefrom H0 plant (mass fraction) %

3 結(jié)束語(yǔ)

鍍鋅是鋼鐵材料防腐的最有效手段之一，值得注意的是，在現(xiàn)行的歐標(biāo)規(guī)范BS EN ISO 1461：2009中，并沒有關(guān)于LMAC的控制措施。因此，對(duì)于需要鍍鋅處理的碳當(dāng)量較高的合金鋼鑄件，除了要規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)質(zhì)量控制措施，還需要注意LMAC的預(yù)防。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上截面盡量對(duì)稱設(shè)計(jì)，尺寸變化平滑過渡，焊縫盡量靠近重心軸線布置；材料選擇上應(yīng)將碳當(dāng)量控制在0.44%以下；加工、拼裝過程要避免過高的施工外力引入較高的內(nèi)應(yīng)力；熱鍍鋅要注意控制鋅池的純凈度以及錫、鉛、鉍元素的含量，鍍鋅過程中要盡量減少構(gòu)件本身與鋅池的溫差，將鋅池的溫度保持在標(biāo)準(zhǔn)的下限，快速浸鋅，減少熱輸入量。如果選用了碳當(dāng)量較高的材料，或是設(shè)計(jì)及加工過程中難以避免較高的內(nèi)應(yīng)力，建議采用冷噴鋅或油漆等除熱鍍鋅以外的防腐措施。