Zn-Al-Mg系热浸镀层钢板的研究进展

介绍了Zn-Al-Mg系合金镀层的发展及日本2家企业开发的2种高耐蚀性合金镀层钢板的性能,分析了添加合金元素对镀层组织的影响以及微观结构对镀层性能的影响,总结出合金镀层具有高耐蚀性的机理,指出了Zn-Al-Mg系高耐蚀热浸镀合金镀层的研究方向。     

热浸镀锌铝镁镀层微观组织试验

 研究了热浸镀工艺对于镀层的微观结构的影响,利用扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDX）观察了Zn-Al-Mg镀层表面以及截面的微观结构、合金层的形貌、镀层中各相的成分组成,利用辉光放电发射光谱仪(GDS)分析了镀层中各元素沿深度方向的分布,利用电子探针（EPMA）分析了镀层中各元素的分布,利用X射线光电子能谱（XPS）分析了镀层表面元素,利用X射线衍射(XRD)分析了镀层的相组成。结果表明,镀层中各元素沿镀层的深度方向的分布并不均匀,Mg在镀层表面富集,镀层组织呈现多相混合结构,以Zn晶粒、MgZn2与Zn组成的共晶为主,同时存在块状富铝相以及一层较薄的合金层。     

内氧化对热镀锌高强钢镀层/基板界面的影响

 由于高强钢中添加的Si、Mn等合金元素会在退火时会发生选择性氧化,从而影响镀液与带钢之间的润湿性,因此热镀锌高强钢生产存在可镀性的难题。为了提高热镀锌高强钢的镀层附着性,以不同镀层附着性的连续热镀锌0.2%C-1.8%Si-1.8%Mn高强钢为研究对象,采用GD-OES、SEM、FIB、TEM等研究了镀层/基板界面抑制层与基板次表层内氧化层的特征,同时采用模拟退火试验研究了退火气氛露点对内氧化层形成的影响,揭示了退火气氛露点、内氧化层厚度、抑制层覆盖率与镀层附着性之间的相关性。结果表明,该热镀锌高强钢镀层附着性优劣由镀层/基板界面位置抑制层决定,当抑制层覆盖率达到80%以上时,可获得良好的镀层附着性。内氧化层厚度对抑制层覆盖率的影响存在临界厚度,约为0.58 μm。当内氧化层厚度由0逐渐增加至0.58 μm时,抑制层覆盖率由约10%增加至约80%;当内氧化层厚度由0.58进一步增加至3.85 μm时,抑制层覆盖率略有增加,介于80%~90%之间。提高退火气氛露点可以促进基板次表层形成内氧化,在退火温度分别为800和870 ℃、保温时间为120 s、退火气氛为N₂-5% H₂(体积分数)的试验条件下,当退火气氛露点由-40 ℃提高到+10 ℃时,内氧化层厚度由基本为0提高至3~5 μm。为了获得合适的内氧化层厚度,建议将0.2%C-1.8%Si-1.8%Mn高强钢的退火气氛露点控制在-20~-10 ℃范围内。     

连续热浸镀铝硅钢板镀层微观结构研究

 热浸镀铝硅钢板具有优良的耐热性、耐腐蚀性、耐高温氧化性,目的是研究铝硅镀层钢板的镀层微观结构和性能。利用热镀锌模拟器在实验室条件下制备了热浸镀铝硅镀层钢板,通过扫描电镜、电子探针对镀层的微观组织结构、镀层中元素的平面分布进行了观察,利用X-射线研究了铝硅镀层的物相组成,利用盐雾试验研究了镀层钢板的耐腐蚀性能。结果表明,铝硅镀层由占主要富铝的树枝晶、树枝晶间的铝硅二元合金、铁铝界面层及分布于基体中的块状相组成,镀层组织均匀,结合较好,耐蚀性优良。     

热浸镀锌钢板镀层织构与耐蚀性

用X射线衍射和动电位扫描方法研究了热浸镀锌钢板镀层织构、相分布和耐蚀性的关系.实验结果表明,镀锌层中纯锌相的主要织构组分为{0002}基面织构,当镀锌层厚度增加时,纯锌相中{0002}基面织构密度水平增加,纯锌相自腐蚀电位升高、腐蚀电流密度减小以及耐蚀性增加.X射线衍射分析电化学剥离后的铁锌相,结果表明,镀锌层由纯锌相和合金相组成;电化学实验表明,镀锌层各相耐蚀性不同,合金相的耐蚀性高于纯锌相的耐蚀性,且Fe--Zn合金相的耐蚀性随铁含量的增加而增加.     

用电子束和俄歇微区分析技术检测镀铝钢板中氮化铝保护层

德国杜伊斯堡的蒂森钢铁公司进行了该项研究。在镀铝钢板上 ,钢与铝镀层之间存在一层氮化铝保护层 ,可以采用电子束和俄歇微区分析系统自动检测出来。在 0 .8mm厚的钢板 (低碳钢 ,6 9μg/g)镀铝中 ,钢板经 5 0 0℃保温 2 4h的退火处理 ,其镀铝层中氮化铝层的厚度为 3nm。对包覆有铝保护层的钢板 ,进行再结晶退火处理后 ,测得的氮化铝层的厚度为 2 nm。测得可起保护作用的氮化铝层有效厚度是毫微米级 ,用这种仪器与方法可以作定性检测 ,最大厚度可测到～ 10 μm。用电子束和俄歇微区分析技术检测镀铝钢板中氮化铝保护层…     

氧化时间对 NiCoCrAlYTa 涂层 / 镍基高温合金界面 显微组织影响

采用真空等离子喷涂技术在 DD407 合金和 DD6 合金上制备了 NiCoCrAlYTa 涂层。 通过 SEM、 EDS 等方 法研究了 900 ℃ 不同氧化时间下经热处理后 NiCoCrAlYTa 涂层 /DD407 合金和 NiCoCrAlYTa 涂层 /DD6 合金的 界面组织。 结果表明, 随着氧化时间延长, NiCoCrAlYTa 涂层 /DD407 合金界面扩散层组织析出 σ 相, σ 相形状 发生明显变化, 并且界面扩散层厚度缓慢增加, 扩散系数为 13.32 μm/h; 随着氧化时间延长, NiCoCrAlYTa 涂层 /DD6 合金界面扩散层析出 TCP 相（σ 相和 μ 相） , TCP 相形状未发生明显变化, 并且界面扩散层厚度缓慢增加, 扩散系数为 3.85 μm/h。     

真空镀锌镁合金镀层微观结构表征

采用真空蒸发镀膜方法,在电镀锌板表面沉积一定厚度Mg,然后对其进行合金化退火处理获得了新型锌镁合金镀层。并结合扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等方法对锌镁合金相形成类别及微观结构进行了表征。结果表明,经300℃左右热处理获得的锌镁合金相主要为MgZn2,TEM观察到的MgZn2多为长方形齿状,合金层中存在Zn和Mg两元素含量比例基本恒定且无梯度变化的区域。镀层表面还存在微量MgCO3、MgO及Mg(OH)2;MgO不仅存在于表面,也存在于镀层之中。     

稀土在热浸镀铝中的行为和分布研究

分别在工业纯铁和20碳钢上制备了热浸镀纯铝和稀土铝镀层,采用扫描电镜(SEM)观察了镀层横截面和表面的形貌,采用能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)分析了镀层横截面的稀土分布.结果表明,添加稀土热浸镀铝后,表面层厚度减少,合金层厚度增加;镀层表面比较平整、连续、无裸露点、裂纹和氧化物夹杂,且FeAl3相短而细小;稀土渗入了镀层,且分布很不均匀,在部分区域存在偏聚,表面层与合金层界面处以及齿状Fe2Al5相的边缘处和齿尖处稀土含量较高.分析了稀土对镀层厚度和组织形貌的影响及稀土的渗入机理.     

Fe-x%Mn/Super Dyma扩散偶中Fe-Al合金层的生长行为

Super Dyma锌铝镁硅合金镀层具有优良的耐腐蚀性能,在热浸镀锌工业中备受关注。为弄清锰元素对热浸镀Super Dyma合金镀层组织的影响,将Fe-x%Mn/Super Dyma固-液扩散偶在500, 550, 600和650℃分别进行10, 15, 20, 25和30 min的扩散退火,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等仪器研究了该扩散偶中合金层的相组成及其生长规律。研究结果表明:Fe-x%Mn/Super Dyma固-液扩散偶中的合金层由Fe_2Al_5相和FeAl_3相组成, Fe-Al合金层呈现抛物线生长规律,其生长受铁和铝原子扩散控制;随着扩散反应温度的提高, Fe-Al合金层的厚度明显增加;铁基合金中的锰元素具有抑制Fe-x%Mn/Super Dyma固-液扩散偶中Fe-Al合金层生长的作用,当锰含量为0.9%(质量分数)时,锰元素对扩散偶中Fe-Al合金层生长的抑制作用最明显。在热浸镀Super Dyma合金镀层时,最佳热浸镀温度温度为550～600℃。为得到合适的镀层厚度,可依据热浸镀温度确定合适的热浸镀时间和钢中的锰含量。     

热浸镀低合金高强钢Zn-Al-Mg镀层的组织结构表征

 热浸镀锌铝镁镀层因其具有更优异的切口保护性能和耐腐蚀性能等而被广泛应用于汽车和家电领域,而锌铝镁镀层钢板的耐蚀性与其物相组成密切相关。因此,为了更好地研究热浸镀低合金高强钢Zn-Al-Mg镀层表面与截面的微观组织与物相结构组成,利用聚焦离子束(FIB)对镀层截面进行了微区加工和精抛,制备出了平整光亮无应力的待观察面。首先利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)初步分析了锌铝镁镀层表面与截面的微观组织形貌与成分,再利用电子背散射衍射技术(EBSD)菊池花样标定准确判定了锌铝镁镀层的物相结构与组成。研究表明,锌铝镁镀层表面与截面物相构成相同,均是由粗大枝晶状的初生富Zn相、相对细小鱼骨状或枝晶状的Zn-Mg二元共晶相和更为细小颗粒状或条状Zn-Mg-Al三元共晶相构成。另外还发现,在块状的初生富Zn相中均匀弥散分布着大量的纳米析出颗粒富Al相。经EBSD菊池花样标定准确判定了热浸镀锌铝镁镀层的物相结构,其中粗大枝晶状的初生富Zn相为具有密排六方结构的Zn相,相对细小鱼骨状或枝晶状的Zn-Mg二元共晶相为具有相同密排六方结构的Zn-MgZn₂,更为细小颗粒状或条状Zn-Mg-Al三元共晶相为Zn-MgZn₂-Al。另外,初生Zn相中析出的纳米级富Al相颗粒有效地提升了镀层的表面硬度。同时,在初生Zn相和共晶相的边缘均覆盖着一层MgZn₂相,该相可以有效地延缓腐蚀进程。     

7075铝合金化学镀对镍磷合金镀膜组织和性能的影响

金属表面处理直接影响7075铝合金的力学性能及耐腐蚀性能.以7075-T6铝合金为基体,采用化学镀(EN)技术在光滑基体表面均匀镀覆一定厚度的镍磷(Ni-P)镀膜,镀膜厚度分别为3.64、5.87和7.33 μm,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、硬度测试及电化学工作站等手段分析膜层特性及膜厚对70...     

Microcracking of flash coatings and its effect on the Zn-Ni coating adhesion of electrodeposited sheet steel

In light of its excellent corrosion resistance, Zn-Ni alloy coated steels could be one of the major coated sheet products used in the automobile industry, provided that the Zn-Ni coating layer is adherent to the sheet steel after various press-forming processes or during service at subzero temperatures. In this study, a flash-coating preplating treatment, made from a chloride bath using a high-speed flow cell, is performed to enhance the adhesion of Zn-Ni electrodeposited sheet steels. A Ni-rich flash coating was deposited first as under-layer, at a low current density of 12 A/dm², in the same electrolyte used to plate the major overlay at a current density of 70 A/dm². The flash coating was then immersed in the hydrochloride acid for time periods ranging from 10 to 40 seconds. Upon immersing, Zn-preferential dissolution was observed; meanwhile, numerous microcracks formed. The density of microcracks increases with immersion time, reaching a saturated state around an etching time of 40 seconds. A similar tendency was also observed for the increase of the Ni content of the flash coating. The internal stress of the as-deposited flash coating is in compression and changes to tension at the very beginning of acid immersion. Cross-sectional transmission electron microscopy (TEM) revealed that microcracks formed on the surface of the flash coating propagate perpendicularly to the coating/substrate interface and stop at a distance of 0.03 μm ahead of the interface, even after a 40-second immersion. The flash coating, after proper etching, is shown to enhance the interfacial shear strength, formability, and adhesion of the coated sheet steels. The development of microcracks and the reduction of the thickness of the flash coating upon acid immersion account for the existence of an optimal extent of etching. The TEM observations on the morphological change of the microcracks upon acid immersion and the structural morphology of the steel/flash coating/major overlay interfaces further support the present strengthening mechanism.     

彩涂板脱漆缺陷对耐蚀性能影响分析

针对彩涂板压型后在使用过程中因表面漆膜脱落．造成耐蚀性能劣化的问题进行了分析,采用扫描电镜、能谱仪和盐雾腐蚀试验等方法,对缺陷板进行检验。结果表明,彩涂板前处理钝化层缺失是其产生脱漆缺陷、造成耐蚀性能下降的主要原因,而涂层厚度减薄也是其中原因之一。     

Si含量对316H钢耐铅铋腐蚀性能的影响

316H钢具有较好的高温力学性能和耐腐蚀性能,是铅铋快堆主要候选结构材料.Si元素的加入会提升材料在铅铋中的耐蚀性,同时也会对组织产生影响.通过向316H钢中加入不同含量的Si元素,采用OM、SEM、XRD进行组织分析,对不同Si含量试验钢在550℃氧控的铅铋环境下进行动态腐蚀性能研究.结果表明,Si元素可有效提升31...     

高耐蚀锌铝镁镀层研究现状

从锌铝镁镀层的熔池界面反应、镀层组织、表面和切边腐蚀机理、腐蚀产物类型变化等方面, 对高耐蚀锌铝镁镀层的研究进展进行了详细分析. 根据Al成分含量的不同, 将商用及实验室锌铝镁镀层分为"低铝"、"中铝"和"高铝"锌铝镁三种类型: 不同类型的锌铝镁镀层的金属间化合物层生长动力学存在差异, 为了控制镀层厚度, 应合理控制浸镀时间、温度与熔池成分; 凝固组织也存在差异, "低铝"与"中铝"会析出Al或Zn初晶、Zn/MgZn₂二元共晶组织、Zn/MgZn₂/Al三元共晶组织, "高铝"会产生富Al枝晶、枝晶间富Zn相、Mg₂Si相、MgZn₂相, 不产生共晶组织; 发生表面腐蚀时, "低铝"与"中铝"中MgZn₂相先电离, 并生成碱性锌盐、双层氢氧化物等致密的腐蚀产物, 抑制腐蚀; 发生切边腐蚀时, 锌铝镁会出现自修复现象, 在切边钢基或镀层破损处形成碱性锌盐, 保护基体.      

Fabrication of a novel Mg-RE(Nd,Ce) intermetallic compound coating by molten salt diffusion and its effect on corrosion resistance of magnesium alloys

A novel Mg-rare earth(Nd,Ce) coating containing intermetallic compound was fabricated on the surface of the AZ91D magnesium alloy by bathing the sample in a NaCl-KCl-LiCl-NdCl_3-CeCl_3 molten salt. The cross-sectional morphology, microstructure and phase composition of the coating were investigated by scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM) and energy dispersive spectroscopy(EDS). The corrosion resistance was characterized by the potentiodynamic polarization curves. The SEM observation indicated that a continuous and compact diffusion coating was obtained on the surface of SMATed AZ91D magnesium alloy and the XRD and TEM investigations revealed that the new phases were Al_2Ce and Al_2Nd intermetallic. The potentiodynamic polarization curves showed that the Mg-RE coating improved the corrosion resistance of the AZ91D magnesium alloy, and the corrosion current density of the coated sample was about 1510 mA /cm~2 lower than the uncoated sample.     

Orientation Dependence of Cracking in Hot-Dip Zn-Al-Mg Alloy Coatings on a Sheet Steel

The present study was aimed at investigating a basic cause of cracking in hot-dip Zn-Al-Mg alloy coatings on an extra deep drawing quality sheet steel. The electron backscattering diffraction technique was employed to examine the crystallographic planes of the cracks generated before and after bending deformation of the coated steel sheets. It was clarified that the occurrence of cracking in the Zn-Al-Mg alloy coatings absolutely depends on the orientation of the primary Zn and eutectic Zn alloy phases. Finally, a cracking mechanism was proposed on the basis of the anisotropy of thermal expansion and the Young’s modulus in the phases constituting the coatings.