鋼鐵材料的腐蝕與防護
材料腐蝕問題涉及國民經濟的各個領域。從日常生活到交通運輸、機械、化工、冶金，從尖端科技到國防工業，凡是使用材料的地方，都不同程度地存在腐蝕問題。腐蝕給社會帶來巨大的經濟損失，造成了災難性事故，消耗了寶貴的資源與能源，污染了環境。
據統計，對于工業上應用最廣泛的鋼鐵材料，世界上每年因腐蝕而損失掉總量的1/5。
鋼鐵材料作為一種重要的工業材料，具有資源豐富、生產規模大、易于加工、性能多樣可靠、價格低廉、使用方便和便于回收等特點，在工業生產及生活中應用極為廣泛。但在使用的過程中，普通的鋼鐵幾乎時刻都在發生著腐蝕。鋼鐵材料受到腐蝕后，除了自身直接損耗以外，其結構及受力強度均發生極大的變化而最終導致設備的報廢，廢材料的反復冶煉也會再次消耗能源和污染環境。雖然防腐技術措施在不斷發展，使腐蝕問題得到了一些緩解，但總的來說，金屬的腐蝕問題依然十分嚴峻。
鋼鐵材料由于長時間暴露在大氣中，表面會發生化學腐蝕(金屬與接觸到的物質SO?、Cl?、O?等直接發生化學反應)和電化學腐蝕(金屬與電解質接觸發生的金屬被氧化的過程)。
在實際的生產生活中，如果對金屬材料采取適當的保護措施，不僅能延長其壽命，還能降低成本。此外，其他行業如化學、化工、石油、核電、熱能等，幾乎所有的行業在設計時都必須考慮一定的保護措施。
因此，對材料的腐蝕與防護的研究相當重要，金屬的防腐技術也得到了相應的發展和提高。人們在不斷的研究中找到了各種防腐措施，主要包括改變金屬本身特性、改變金屬所處環境和對金屬表面進行處理等。
對金屬材料的保護措施主要包括：
（1）改變金屬結構法(在普通鋼材中加入合金元素鉻和鎳等制成不銹鋼，提高其耐蝕性)。
（2）電化學保護法(利用原電池原理對金屬進行保護)。
（3）改變腐蝕環境法(改變材料所處的溫度、濕度及酸堿度等環境條件)。
（4）保護層法(在金屬表面覆蓋保護層，使其與腐蝕介質隔離)。
相比之下，熱浸鍍法處理鋼材是最常見、最經濟的耐腐蝕工藝之一。在眾多的保護措施中，熱浸鍍鋅可以很好地減緩鋼鐵腐蝕，延長其使用壽命，并且具有成本低、工藝簡單、鍍層牢固、外觀好等優點，因此應用極其廣泛。
尤其是近年來由單純的鋅鍍層向多元合金鍍層的發展，使得鍍層的耐蝕性有了極大的提高。與傳統鍍鋅層相比，合金鍍層具有耐蝕性更高、鍍層附著性好、表面質量優良、生產成本變化不大及鍍層厚度較薄等優點，在生產生活中得到了極大的應用與推廣。
從20世紀60年代開始，國外的一些鋼鐵公司相繼研發出幾種商業化的高耐蝕性合金鍍層，如Galfan、Galvalume、Super?Dyma和ZAM等，雖然上述幾種鍍層已經得到大規模的生產與應用，但由于受到國外專利的保護，在我國無法自主生產。我國雖然是鋼鐵大國，但面臨著產能過剩的局面，因此生產高品質、高附加值的產品已成為當前鋼鐵企業的發展方向。另外，近年來我國的汽車行業、通信業、家電業及房地產等大量消耗鍍鋅產品的行業發展旺盛，為我國的鍍鋅產業提供了很好的機遇。
基于以上事實，我們撰寫了《熱浸鍍及相關技術研究》一書，目的是給從事熱浸鍍行業的人們一些理論指導和幫助。
本書主要包括以下幾個部分的內容。
第一部分：熱浸鍍技術的基礎理論介紹。主要介紹生活中對鋼鐵制品的保護措施及防腐蝕的方案，并說明用熱浸鍍的方法對鋼材進行保護的原理及重要性。
第二部分：熱浸鍍技術的工藝及商業化產品。重點介紹熱浸鍍技術的工藝流程及影響因素，指出現有的市場化的熱浸鍍鋼板產品及其優缺點。
第三部分：本課題組近年來對幾種典型鍍層的改性研究。主要說明近年來本課題組的工作——添加合金元素對Zn-6Al-3Mg鍍層、Zn-23Al-0.3Si鍍層、Zn-55Al-1.6Si鍍層及Zn-5Al-0.1RE鍍層的形貌及性能的影響。
第四部分：環保型鈍化處理技術及對鋅花的研究，最后對熱浸鍍行業的發展進行展望。主要介紹熱浸鍍鋼板的后期鈍化處理工藝及本實驗室對環保型無鉻鈍化液和對鋅花的研究，最終討論熱浸鍍行業的發展前景及趨勢。
由于作者經驗及水平有限，書中難免有不當之處，誠請同行和讀者給予批評和指正。
本文由劉四旦摘編自高波、李世偉著《熱浸鍍及相關技術研究》（北京：科學出版社，2016）一書“前言”“第一章 鋼鐵材料的腐蝕與防護”，有刪減。
《熱浸鍍及相關技術研究》主要包括以下幾個部分的內容：熱浸鍍技術的基礎理論介紹；熱浸鍍技術的工藝及商業化產品；本課題組近年來對幾種典型鍍層的改性研究；環保型鈍化處理技術及對鋅花的研究，最后對熱浸鍍行業的發展進行展望。
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