无铵助镀条件下热浸镀Zn-0.05%Al合金镀层的组织结构

采用无铵助镀工艺对基体进行预处理,分别在450℃的纯锌浴和Zn-0.05%Al合金浴中制备了镀层,借助SEM、EDS等分析对比了两种锌浴中镀层的形成和微观组织结构,探讨了无铵助镀条件下Zn-0.05%Al合金浴中Al对镀层形成过程及组织结构的影响。结果表明:无铵助镀条件下锌浴中添加0.05%Al可显著提高镀层的外观质量并使镀层厚度减薄;随着浸镀时间的延长,最终两种锌浴中制备的镀层均由ζ_1、ζ_2、δ和η相组成。0.05%Al的添加可以降低镀层中合金相层的厚度,在镀层形成的初始阶段抑制了ζ相的生成和长大,延迟了ζ相的分层;0~300 s浸镀时,两种锌浴中合金相层的生长速率主要受扩散速度控制,Zn-0.05%Al合金浴中浸镀时间≤30 s时,合金相层的生长速率受界面反应速度控制。     

氟碳无铵助镀热镀锌镀层组织及耐蚀性能

通过金相显微镜研究氟碳无铵助镀对Zn、Zn-0.05%Al、Zn-0.1%Al、Zn-0.2%Al镀层组织结构的影响,并通过电化学极化曲线和中性盐雾试验测试,研究了氟碳无铵助镀条件下Zn和Zn-0.05%Al镀层的耐腐蚀性能.结果表明,氟碳无铵助镀使得镀层的组织得以细化;同等条件下,氟碳无铵助镀镀层的耐腐蚀能力较传统锌-铵助镀高.     

Al和RE对Zn-Al合金镀层组织和耐蚀性的影响

采用烘干溶剂法在Q235钢表面获得Zn-(0.02~5)%Al和Zn-5%Al-0.05%RE(质量分数)合金镀层,用光学显微镜和扫描电镜观察合金镀层的宏观形貌和表面、断面组织形貌,用能谱仪分析合金镀层的合金元素分布,分别用中性盐雾实验和全浸腐蚀实验研究合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明,锌浴中Al的质量分数为0.02%时,Zn-Al合金镀层的光亮度最好,随着Al含量增加光亮度下降;Zn-Al基合金镀层中,从外层的η相到接近钢基体的T相中,Zn含量逐渐减少,Fe和Al含量逐渐增加;随着镀浴中Al含量增加,热浸镀Zn-Al合金镀层的腐蚀速率减小;添加稀土元素能提高Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能。     

锌/铝二元体系中溶解现象的分子动力学模拟

锌,铝和锌铝合金之间的溶解作用常见于钎焊,热浸镀和涂覆过程,如在制备Galfan、Galvalume镀层钢的过程中。工件如要通过预制的涂层来在获得良好的抗腐蚀性能,需使镀层材料中的锌和铝之间良好的润湿,本研究工作探究了在不同的Zn-Al二元合金体系中,影响锌和铝溶解程度的几个关键因素。我们研究动力学影响因素融入分子动力学模拟当中。原子尺度下的溶解润湿现象通过LAMMPS来模拟,在其中包含了Zn-5wt.%Al和Zn-6.8wt.%Al (Zn-15at.%Al)液态合金在Al(100),Al(110),Al(111)固体基板上润湿的模型。通过改变温度,提升Zn,Al之间的原子百分比,发现升高温度,提高液相中的Al含量可以促进Zn-Al组元的溶解。同时,本工作也通过分析表征溶解参数的变化,研究了温度,Al含量对溶解部分体积和扩散系数大小的影响。     

锰对热浸Zn-0.2%Al合金镀层组织和生长动力学影响的研究

向Zn-0.2%Al热浸镀浴中添加一定量的锰,在纯铁上获得了不同的合金镀层。采用光学显微镜和带能谱仪的扫描电镜分析锰对镀层形貌和生长动力学的影响。结果表明,锰能促进δ相呈致密状生长,且各相层中的锰含量随锌池中锰含量的增加而增加,锰主要富集在破碎状相层中;镀层厚度随锰含量的增加而减小,当浸镀Zn-0.2%Al时,镀层的生长呈线性规律,为界面扩散控制;当浸镀Zn-0.2%Al-Mn时,镀层的生长为抛物线规律,受扩散控制,这说明锰元素的加入抑制了锌元素的扩散。     

硅含量对热浸镀Zn-20%Al镀层组织和耐蚀性的影响

将Q235钢置于不同硅含量的Zn-20%Al熔池中浸镀不同时间,并将浸镀样品置于中性盐雾腐蚀试验箱中腐蚀,利用扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪观察镀层的组织结构和腐蚀产物,研究了硅含量对热浸镀Zn-20%Al镀层组织及耐腐蚀性的影响。结果表明:随着熔池中硅元素的增加,合金层中周期性层状组织逐渐消失;添加少量的硅就可以强烈抑制铁铝之间的反应,减薄镀层的厚度;当硅含量增加到0.8%时,中间合金层由Fe Al_3相向Fe-Al-Si三元化合物τ_4相转变;硅的加入可以使腐蚀环境下的镀层表面形成一层致密的化合物Al_(3.21)Si_(0.47),较大程度地隔绝腐蚀环境,提高镀层耐腐蚀性。     

无铵助镀剂热浸Zn-0.05% Al合金浴的镀层性能研究

用SEM、EDS、电化学和全浸试验检等方法对比分析了传统氯化锌铵助镀剂和无铵助镀剂两种助镀工艺对镀层性能的影响,以探讨无铵助镀工艺对镀层性能的影响及其作用机理。结果表明;在无铵助镀条件下,镀层厚度与传统助镀条件的相差不大,但得到的合金层组织更为致密,各相层间无明显分界线和裂纹,在一定程度上抑制了脆性相ζ层的生长,有利于塑性相δ层的生长;在提高镀层的黏附性的同时也提高了镀层的耐腐蚀性,其耐腐蚀性能较传统氯化锌铵助镀提高1倍左右。     

Zn-5% Al-RE合金镀层钢丝的形貌和耐腐蚀分析

本文简要介绍了钢丝热浸镀技术的特点和各种工艺方法，着重评述稀土锌铝合金镀层在钢丝防腐中特性。并用金相显微镜，扫描电镜等手段对Zn-5％Al—RE试验品进行了系统分析，在宏观及微观上对Zn-5％Al—RE镀层的各项性能进行了评述。试验表明Zn-5％Al—RE合金镀层比纯zn镀层具有更加优异的耐磨性和成型加工性。助镀剂的配方是整个工艺的关键所在。     

热浸镀锌铝的界面反应机理

通过热浸镀和扩散偶试验研究铁基与4种锌铝熔池成分合金Zn-0.2%Al、Zn-5%Al、Zn-25%Al、Zn-55%Al(质量分数)之间的界面反应过程,提出热浸镀锌铝中扩散通道移动对合金层形成的控制机理。结果表明:热浸镀(扩散偶)初期,扩散通道均沿两相区共轭线(tie-line)穿过熔池成分液相与对应的Fe-Al化合物构成的两相区,铁基表面优先形成对应的Fe-Al化合物的连续层状组织。随着热浸镀(扩散)时间的延长,扩散通道具有逐渐向两扩散组元成分点连线移动的趋势,一旦扩散通道切割熔池成分液相与对应的Fe-Al化合物构成的两相区共轭线,初期形成的Fe-Al化合物层失稳破裂,导致镀层合金层(扩散层)快速增厚。     

Ni 含量对热浸 Zn-Al-Ni 合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响

为了提高热浸镀锌层的耐腐蚀性能,向Zn-0.01%Al镀浴中添加少量Ni,在Q235钢表面获得Zn-Al-Ni热浸镀锌合金层,并用光学显微镜观察了镀层的组织,通过全浸腐蚀实验表征了镀层的耐腐蚀性能。结果表明:随着镀浴中Ni含量的增加,Zn-Al-Ni镀层的腐蚀速率先减小,后增大,当Ni含量为0.05%时,镀层的耐腐蚀性能最好;可以通过降低ζ相层的厚度以及增大δ相层的厚度,来提高镀层的耐腐蚀性能。     

热浸时间对纯锌和含锌RE合金镀层力学性能的影响

研究了热浸时间对Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层中元素分布、厚度的影响,及对IF钢抗弯曲强度和镀层硬度的影响。结果表明:镀层的厚度随热浸镀时间的增加而增大,同时镀层中间过渡层的厚度随时间增加而增大;随着热浸镀时间的延长,纯锌镀层和合金镀层试样的抗弯曲能力都呈下降趋势,且合金镀层试样下降的更为明显;随着热浸时间的延长,纯锌镀层的硬度减小,而合金镀层的硬度增加。Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层的综合力学性能优于纯锌镀层的。     

无铵助镀剂中铁盐对热浸镀锌镀层性能的影响

为探究热浸镀锌无铵助镀剂中铁盐对镀层的影响,选取无铁盐的无铵助镀剂及含铁盐的无铵助镀剂。采用SEM和EDS对比分析不同助镀剂所获得的镀层的组织结构和成分。结果表明:无铵助镀剂中的二价铁盐浓度为10~30 g/L有助于提高镀层表面质量;不含二价铁盐的无铵助镀剂镀层的合金相层由Г、δ、ζ和η相组成,并且界限较明显。含二价铁盐的无铵助镀剂镀层的整个合金相层排列整齐致密,Г相几乎不存在,其中δ相和ζ相的界限不明显,并且塑性相δ相在合金相所占的比例较大,经成分分析,由无铵助镀剂带入的部分铁离子被还原成铁原子后,有促进镀层中δ相的形成,抑制ζ相生长的作用。     

Zn-Al-Mg合金镀层钢丝热浸镀工艺研究

锌铝镁镀层耐蚀性远强于传统纯锌镀层,介绍了一种适用于钢丝类基材的热浸镀锌铝镁镀层工艺:采用Zn-6%Al-3%Mg热浸镀镀液所制备镀层具有较高耐蚀性及力学性能;采用新型助镀剂的溶剂法(干法)所制备钢丝镀层质量高、污染小;镀层厚度随浸镀温度及浸镀时间的增加以不同速率增长;在浸镀温度470～500℃、浸镀时间60～120s、镀后冷却速率30℃/s条件下所制备钢丝镀层质量稳定、力学性能较好、与基体结合力强、具有更高的耐蚀性能。     

非调质N80钢热浸镀55%Al-Zn合金助镀剂的研究

研究了石油管常用材质非调质N80钢热浸镀55%Al-Zn合金的助镀工艺,确定了最佳助镀方法为电解活化加浸4%K2ZrF6水溶液的助镀法.扫描电子显微镜观察了镀层显微组织,采用全浸实验法及塔菲尔极化曲线测试法研究了55%Al-Zn合金镀层在NaCl水溶液中的耐蚀性.结果表明,经此方法助镀的热镀试样无漏镀、虚镀等缺陷,表面平整光滑;热浸镀55%Al-Zn合金镀层可显著提高非调质N80钢的耐蚀性,且镀层具有电化学保护作用.     

热浸纯Zn和Zn-0.05Ni合金镀层组织性能的对比

采用组织分析、硬度测试和腐蚀实验等方法对比研究了在Q235钢板表面分别热浸纯Zn和Zn-0.05Ni合金镀层的组织和性能.结果表明,在Zn浴中加入Ni后,可抑制Q235钢的硅反应性,消除圣德林效应带来的镀层表面发灰现象,获得外观质量较好的合金镀层.与纯Zn镀层相比,Zn-0.05Ni合金镀层流动性好,锌耗少;镀件表面光滑、平整、美观;镀层厚度薄,硬度高,耐蚀性好.     

热浸镀工艺对低碳钢铝锌硅镀层表面形貌及组织的影响

利用CAG-III热浸镀锌模拟试验机对低碳钢DX51D基板进行一组不同浸镀温度及时间下的热浸镀铝锌硅试验。通过显微镜、扫描电镜及能谱仪等对试样表面形貌及组织进行分析。结果表明:该Al-Zn-Si镀层表面形貌为典型六边形树枝状,枝干为富Al的固溶体相,填充于枝间的为富Zn固溶体相,Si元素则弥散分布在整个镀层表面上。浸镀温度为580℃、浸镀时间为10 s时,镀层表面质量最佳,镀层截面厚度较为均匀,为50μm左右。Al-Zn-Si镀层外层为Al-Zn合金凝固形成的结晶层,其中连续灰色相为富铝相,富铝相中分散分布的白色块状相为富锌相,内层为由Al、Zn、Fe、Si元素组成的四元合金相。     

钢材热浸镀双镀法工艺优化与缺陷

通过双镀法对Q235钢材进行热浸镀纯铝及Zn-55%Al-1.6%Si,通过对比试验,得到最佳的工艺参数。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察镀层及缺陷的相组成,并利用能谱仪(EDS)对缺陷进行成分分析,研究了镀层缺陷出现的原因。试验结果表明,最佳双镀工艺为预镀锌层完全冷却后再二次浸镀,纯铝浸镀时间60 s,温度710℃,Zn-55%Al-1.6%Si浸镀时间30 s,温度640℃。此工艺能够有效改善热浸镀双镀法的镀层质量。双镀过程中瘤子是最严重的镀层缺陷,抑制镀层缺陷的方法是控制浸镀时间。     

Mn、Ti对热浸镀Zn-5Al合金镀层组织与耐蚀性的影响

采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)、电化学测试等手段研究了Mn、Ti对热浸镀Zn-5Al合金镀层组织与耐蚀性的影响。结果表明:Zn-5Al-0.2Mn和Zn-5Al-0.15Ti合金镀层的腐蚀速率分别为Zn-5Al合金镀层的44.8%和39%;在Zn-5Al合金镀层中添加Mn、Ti,促进了Al在过渡区的集聚,使含Fe2Al5过渡层的厚度增大;添加Mn使Zn-5Al合金镀层中的共晶组织细化,而添加Ti则使共晶组织粗化,但此时共晶Al相已与钢基体连续融合;Zn-5Al-0.2Mn和Zn-5Al-0.15Ti合金镀层的自腐蚀电流密度均比Zn-5Al合金镀层的小,具有更好的耐蚀性。     

热浸镀Zn-0.06%Ti-0.04%Al镀层的组织结构

在锌浴中添加Ti和Al制备了Zn-0.06%Ti-0.04%Al镀层,利用扫描电子显微镜和能谱仪、X射线光电子能谱仪（XPS）观察分析了镀层的组织结构。结果表明,添加0.06%Ti后,镀层表面存在ZnO和TiO₂;镀层中ζ相生长受到抑制,镀层合金相层变薄,镀层厚度减薄,镀层中生成TiFe_1.82Zn₂₀的T相。添加0.06%Ti、0.04%Al后,镀层表面存在ZnO,没有发现块状T相,ζ相的生长抑制作用加剧,δ相出现分层现象,并有富铝δ相。     

Ti含量对热浸镀Zn-Al-Ti合金镀层形貌和性能的影响

为了研制新型热镀锌合金,提高镀层性能,本研究在锌液中加入不同含量的Ti,配制成Zn-0.5Al-x Ti(x=0、0.03%、0.05%、0.07%、0.10%和0.12%,质量分数)合金镀浴,并在低碳钢板上进行了施镀。用光学显微镜、显微硬度计和全浸腐蚀实验对镀层的形貌和性能进行了表征。结果表明,添加适量Ti能有效减少锌灰、浮渣、锌瘤和镀层厚度,提高镀层的表面质量。随着Ti含量增加,镀层表面光洁度先降低后升高,镀层表面晶粒尺寸先减小后增大,镀层显微硬度和腐蚀速率先增加后减小再增加。当Ti含量为0.07%时,镀层的厚度较薄,镀层的光洁度、硬度和耐蚀性较好。