热浸镀铝镁锌镀层因其兼具镀锌的牺牲阳极保护和镀的隔离防护的优点,在工业生产中有着广阔的应用前景。在铝锌熔池中添加不同的合金元素,可获得满足不同使用要求的合金镀层。铝锌熔池中添加镁元素可以大大改善镀层的耐腐蚀性能。相关研究发现,镁对55Al-Zn高铝合金镀层的影响时,发现了周期层状组织,此外,盐雾腐蚀结果表明,镀层的耐蚀性能得到了提高。
为深入了解这种周期层状组织,湘潭大学高琳洁等借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、电化学工作站等设备仪器,通过改变热浸镀铝镁锌镁熔池中的铝和镁含量以及浸镀时间,对镀层中周期层状组织的组织结构、形成条件和耐蚀性能进行了系统研究。
对铝锌镁镀层中典型的周期层状组织进行深入分析后发现,周期层状组织由交替排列的浅灰色FeAl3Znx层和深灰色的(Al+Zn)层构成,此外,在基体与周期层状组织之间还有一层较薄的Fe2Al5Znx层。
熔池中铝含量在15-25 wt.%之间时,镀层为常见铝锌镁镀层,由靠近基体的铁铝合金层和与之相邻的(Al+Zn)层构成,并没有周期层状组织的出现。当铝含量增加至35 wt.%时,镀层中开始形成了周期层状组织,且随着铝含量增加,周期层状组织形成的孕育期缩短,然而当铝含量过高,周期层状组织反而开始被破坏。在铝锌熔池中添加镁元素,当铝含量在35-55 wt.%之间时,随着镁含量增加,周期层状组织的孕育期缩短,同样,镁含量**过一定范围时,周期层状组织开始被破坏。
此外,熔池中铝、镁含量变化同样会对FeAl3Znx层和层片对总厚度产生影响。对镀层总厚度相近的周期层状组织的样品与一般铝锌镁镀层样品进行电化学测试,结果表明周期性层状组织的耐蚀性能较优。
东国制钢中国江阴工厂2013年推出镀铝镁锌镁GLX,采用韩国KSD3033标准,是将铝锌硅镁合金化后,热浸镀在钢板上的合金,镀层由55%铝,43.4锌和镁(镁约1~2%),1.6%硅组成。该产品在苛刻的腐蚀环境下也能发挥优异的耐腐蚀性,具备使用寿命长,镀层薄而耐腐蚀性较高的优点,是节省资源适合环保的产品。
镀铝镁锌镁GLX合金镀层系统采用世界上批量生产的所有热浸镀锌钢板中的技术,其*特性已经获得认证,并于2013年**中国国内**证书(ZL 2013 1 0314043.2),同时于2013年相继在韩国、澳大利亚、闽台****证书。
镀铝镁锌镁采用韩国KS D3033标准,是将铝锌硅镁合金化后,热浸镀在钢板上的合金,镀层由55%铝、43.4%锌和镁(镁约1-2%)、1.6%硅组成。
含镁镀层促进白钠镁矾(Simonkolleite-Zn(OH)8Cl2H2O)的生成,稳定的白钠镁矾在镀层表面形成一层薄膜,大大延缓了铝和锌合金镀层的腐蚀反应,同时提高镀层中的MgZn2、Mg2Si金属间化合物,发挥的耐腐蚀性。当然Mg的含量越高,原板状态下的耐腐蚀性就越高,但是Mg的增加会导致合金层硬度的增加。在切割时可能会引起镀金层变硬、涂膜层裂纹。因为裂纹导致水分浸润,反而会加重腐蚀。研究院研究,Mg的含量维持在1.6%的水平,产品耐腐蚀性和加工性会呈现状态。
产品规格
规格 型号 镀层
0.3*1219*C SA1C / SA1D 80/120
0.35*910-1219*C SA1C / SA1D 80/120
0.4*914-1219*C SA1C / SA1D 80/120
0.5*914-1219*C SA1C / SA1D 80/120
0.6*914-1219*C SA1C / SA1D 80/120
0.7*914-1219*C SA1C / SA1D 80/120
0.9*1219*C SA1C / SA1D 80/120
1.0*914-1219*C SA1C / SA1D 80/120
1.2*914-1219%* SA1C / SA1D 80/120
1.5*914-1219*C SA1C / SA1D 80/120
2.0*914-1219*C SA1C / SA1D 80/120
备注:根据客户需要可定做不同规格、不同型号和不同镀层的产品。
(可生产尺寸范围--规格:0.3-2.3mm;宽度:600-1350mm 型号:SA1C~SA1E;镀层:40-200g/M2
笔者在设计中根据以下几个原则来确定柱截面:
1)按方钢管柱方案进行结构分析,根据计算应力比结果接近 0.9 的情况,选定框架梁截面尺寸,根据方钢管截面特性初选 X,Y 方向上工字钢截面,计算时不考虑腹板作用,初步确定异型柱截面;
2)按工字钢柱方案进行结构分析,异型柱 T 型构件布置方向,设柔性支撑代替异型柱中 T 型构件在工字钢弱轴上的刚度影响,按有侧移钢框架计算,调整异型钢柱中工字钢截面尺寸;完成后调整工字钢及柔性支撑布置方向,验算 T 型构件与工字钢腹板组成的工字钢截面尺寸;
3)根据上一步建立的模型,选取工字钢强轴所在的单榀框架进行抗震验算,只参考工字柱强轴应力计算结果,检验异型柱单向受力是否满足;
4)根据上述计算结果,手工核算梁柱节点处抗震承载能力,基础设计时考虑偏轴引起的附加弯矩;
5)以普通工字钢柱和方钢管柱按无支撑框架体系分别进行正常设计,其中钢梁按设计所选截面计算,根据合适的计算结果,统计钢柱用钢量以控制异型柱用钢量的上下限。
上述方法没有可依据的计算公式及条文,对偏轴引起的附加弯矩对整体的影响没有更多处理,这也是笔者只在二三层住宅设计中应用,没在较高的工程里使用异型钢柱的原因。笔者提出异型钢框架方案,希望得到大家的批评指正。
二、设计细节的问题
1、 整体计算时选取合适的结构阻尼比根据抗震规范要求,除规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,当阻尼比不等于0.05时,地震影响系数曲线应进行修正,钢结构相关阻尼比选取值见表 1。
表 1 不同结构阻尼比应用值
从表 1 中数据可以看出,不同的钢结构体系有不同的地震影响系数,如果在结构分析时错误选择阻尼比对设计结果会产生较大影响,其中钢管混凝土和钢-砼混合结构由于是两种材料共同作用,在选取阻尼比时,应根据两种材料应用比例综合考虑阻尼比,结构整体刚度越柔,阻尼比选值越低。
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