钢铁材料的腐蚀与防护
材料腐蚀问题涉及国民经济的各个领域。从日常生活到交通运输、机械、化工、冶金，从尖端滚球体育 到国防工业，凡是使用材料的地方，都不同程度地存在腐蚀问题。腐蚀给社会带来巨大的经济损失，造成了灾难性事故，消耗了宝贵的资源与能源，污染了环境。
据统计，对于工业上应用最广泛的钢铁材料，世界上每年因腐蚀而损失掉总量的1/5。
钢铁材料作为一种重要的工业材料，具有资源丰富、生产规模大、易于加工、性能多样可靠、价格低廉、使用方便和便于回收等特点，在工业生产及生活中应用极为广泛。但在使用的过程中，普通的钢铁几乎时刻都在发生着腐蚀。钢铁材料受到腐蚀后，除了自身直接损耗以外，其结构及受力强度均发生极大的变化而最终导致设备的报废，废材料的反复冶炼也会再次消耗能源和污染环境。虽然防腐技术措施在不断发展，使腐蚀问题得到了一些缓解，但总的来说，金属的腐蚀问题依然十分严峻。
钢铁材料由于长时间暴露在大气中，表面会发生化学腐蚀(金属与接触到的物质SO₂、Cl₂、O₂等直接发生化学反应)和电化学腐蚀(金属与电解质接触发生的金属被氧化的过程)。
在实际的生产生活中，如果对金属材料采取适当的保护措施，不仅能延长其寿命，还能降低成本。此外，其他行业如化学、化工、石油、核电、热能等，几乎所有的行业在设计时都必须考虑一定的保护措施。
因此，对材料的腐蚀与防护的研究相当重要，金属的防腐技术也得到了相应的发展和提高。人们在不断的研究中找到了各种防腐措施，主要包括改变金属本身特性、改变金属所处环境和对金属表面进行处理等。
对金属材料的保护措施主要包括：
（1）改变金属结构法(在普通钢材中加入合金元素铬和镍等制成不锈钢，提高其耐蚀性)。
（2）电化学保护法(利用原电池原理对金属进行保护)。
（3）改变腐蚀环境法(改变材料所处的温度、湿度及酸碱度等环境条件)。
（4）保护层法(在金属表面覆盖保护层，使其与腐蚀介质隔离)。
相比之下，热浸镀法处理钢材是最常见、最经济的耐腐蚀工艺之一。在众多的保护措施中，热浸镀锌可以很好地减缓钢铁腐蚀，延长其使用寿命，并且具有成本低、工艺简单、镀层牢固、外观好等优点，因此应用极其广泛。
尤其是近年来由单纯的锌镀层向多元合金镀层的发展，使得镀层的耐蚀性有了极大的提高。与传统镀锌层相比，合金镀层具有耐蚀性更高、镀层附着性好、表面质量优良、生产成本变化不大及镀层厚度较薄等优点，在生产生活中得到了极大的应用与推广。
从20世纪60年代开始，国外的一些钢铁公司相继研发出几种商业化的高耐蚀性合金镀层，如Galfan、Galvalume、Super Dyma和ZAM等，虽然上述几种镀层已经得到大规模的生产与应用，但由于受到国外专利的保护，在我国无法自主生产。我国虽然是钢铁大国，但面临着产能过剩的局面，因此生产高品质、高附加值的产品已成为当前钢铁企业的发展方向。另外，近年来我国的汽车行业、通信业、家电业及房地产等大量消耗镀锌产品的行业发展旺盛，为我国的镀锌产业提供了很好的机遇。
基于以上事实，我们撰写了《热浸镀及相关技术研究》一书，目的是给从事热浸镀行业的人们一些理论指导和帮助。
本书主要包括以下几个部分的内容。
第一部分：热浸镀技术的基础理论介绍。主要介绍生活中对钢铁制品的保护措施及防腐蚀的方案，并说明用热浸镀的方法对钢材进行保护的原理及重要性。
第二部分：热浸镀技术的工艺及商业化产品。重点介绍热浸镀技术的工艺流程及影响因素，指出现有的市场化的热浸镀钢板产品及其优缺点。
第三部分：本课题组近年来对几种典型镀层的改性研究。主要说明近年来本课题组的工作——添加合金元素对Zn-6Al-3Mg镀层、Zn-23Al-0.3Si镀层、Zn-55Al-1.6Si镀层及Zn-5Al-0.1RE镀层的形貌及性能的影响。
第四部分：环保型钝化处理技术及对锌花的研究，最后对热浸镀行业的发展进行展望。主要介绍热浸镀钢板的后期钝化处理工艺及本实验室对环保型无铬钝化液和对锌花的研究，最终讨论热浸镀行业的发展前景及趋势。
由于作者经验及水平有限，书中难免有不当之处，诚请同行和读者给予批评和指正。
本文由刘四旦摘编自高波、李世伟著《热浸镀及相关技术研究》（北京：科学出版社，2016）一书“前言”“第一章 钢铁材料的腐蚀与防护”，有删减。
《热浸镀及相关技术研究》主要包括以下几个部分的内容：热浸镀技术的基础理论介绍；热浸镀技术的工艺及商业化产品；本课题组近年来对几种典型镀层的改性研究；环保型钝化处理技术及对锌花的研究，最后对热浸镀行业的发展进行展望。
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