Si、Mg、RE对热浸镀锌铝基合金镀层组织与性能的影响研究进展

热浸镀技术是钢铁材料长效防腐的一种有效方法,因其可以显著提高钢铁材料的耐蚀性能、延长材料的使用寿命而被广泛应用。近年来,随着科技水平的不断提高,传统的热浸镀层已经无法满足市场多样化的需求,多元合金镀层的研究成为热浸镀领域的研究热点。随着研究的不断深入,人们发现在热浸镀过程中添加合金元素能够明显提高热浸镀层的综合性能,但是合金元素的加入是如何影响镀层组织结构及性能是值得探讨的问题。为此,详细介绍了硅、镁、稀土等合金元素的加入对热浸镀层的微观组织、耐蚀性能和耐蚀机理的影响。通过列举国内外的研究实例,进一步分析了合金元素的添加量对热浸镀层性能的影响规律。最后提出,继续研究各种合金元素及其添加量对热浸镀层组织性能的影响规律及机制,并深入探讨添加合金元素之后,合金镀层中金属间化合物层的形成和生长规律,开发性能优异的新型热浸镀层及相应的热浸镀工艺是未来热浸镀技术的主要研究方向。     

Si和RE对热浸铝镀层耐盐水腐蚀性能的影响

对铝浴中添加Ｓｉ和ＲＥ后批量热浸铝镀层的组织及耐盐水腐蚀性能的研究结果表明，铝浴中添加１￣７％Ｓｉ和适量ＲＥ，明显提高镀层耐腐蚀性能，减少镀层腐蚀速度随溶液温度升高而增加的幅度，但加入过量稀土则降低镀层耐蚀性，文中探讨了合金元素提高镀层耐蚀性能的原因。     

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。     

Mn元素对硼钢热浸镀Al-Si镀层组织的影响

硼钢热浸镀铝硅合金时,通常会有一定量Mn溶解于镀液中,对热浸镀镀层组织及合金层产生影响。研究了热浸镀用Al-10Si-2Fe合金中Mn元素对镀层组织及合金层的影响。结果表明:Mn元素的添加能够改变铝硅层中富铁相的形貌,当添加质量分数为0. 8%的Mn时,针状富铁相完全转化为汉字状的富铁相。Mn元素的添加也会对铝硅镀层中合金层的厚度产生影响,即随着Mn含量的添加,合金层及Fe_2Al_5层的厚度先增加后减小,Mn的质量分数为0. 8%左右时合金层及Fe_2Al_5层最厚。     

Mg和RE元素对热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层组织和性能的影响

热浸镀制备了6种不同成分的Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-RE合金镀层,并对镀层的厚度、硬度、表面和截面的组织结构、耐蚀性进行了分析,研究了Mg、RE元素对热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层组织和性能的综合影响。结果表明:添加RE后,合金镀层的厚度减小。镀层的厚度随着镁含量的减小而呈现增大。一部分合金镀层的硬度因稀土和镁含量的增大而增大。Mg和RE的添加使镀层组织细化,镀层质量优化。镀层耐蚀性也随着Mg和RE的添加而增强。     

浅述热浸锌镀层的结构及性能

热镀是目前使用最广泛的防腐方式之一,其应用越来越受到关注。本文综述了热浸Zn镀层材料的种类,及合金元素对镀层性能的影响,并对各种Zn镀层结构及性能进行了阐述。     

55%Al-Zn-1.6%Si合金热浸镀工艺及耐蚀研究

钢管热浸镀５５％Ａｌ－Ｚｎ－１．６％Ｓｉ合金,采用熔剂助镀,浸镀温度６１０￣６２０℃,浸镀时间１５￣２０ｓ,空气速冷至３００℃冷却速度１０℃／ｓ）然后缓冷至室温。合金热浸镀层厚２６￣３２μｍ,金相和Ｘ光衍射分析表明,５５％ＡｌＺｎ－１．６％Ｓｉ合金具有ａ相和β相,腐蚀优先从β相开始。采用中性盐雾试验,浸泡试验对该合金镀层的耐蚀性进行了研究,并将结果与热镀锌,热镀铝进行了对比,铝锌合金镀层的耐蚀性在     

热浸镀Zn-Al-Mg镀层力学性能研究进展

镀层的力学性能是影响涂镀产品服役寿命的关键。综述了热浸镀Zn-Al-Mg镀层力学性能(附着力、抗裂性、耐磨性、硬度和强度)的评价方法;归纳总结了合金成分中Al、Mg、Si等元素含量,以及热浸镀工艺中热浸镀温度和时间对镀层力学性能影响的研究进展。为了获得耐蚀性能与力学性能俱佳的Zn-Al-Mg镀层,指出应深入研究镀层组织与各力学性能指标之间的对应关系,积极探索不同钢种的热浸镀温度及时间工艺窗口,并将材料基因工程技术、机器学习技术与Zn-Al-Mg镀层性能研究相结合,以更快速、精准地实现Zn-Al-Mg镀层成分设计及组织性能预测,从而指导实际生产。     

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。     

热浸镀速率对铜导线表面Pb40Sn60合金镀层组织和力学性能的影响

为了改善铜导线的可焊性和耐蚀性,采用热浸镀技术在铜导线表面制备了Pb40Sn60合金镀层,分析了不同热浸镀速率下Pb40Sn60 合金镀层的微观组织、相成分及力学性能。结果表明,Pb40Sn60合金镀层由α和β两相组成,且α相比β相的相对量较多。随着热浸镀速率的增大,铜导线热浸镀Pb40Sn60合金镀层的厚度增厚,其结晶形态由片层状和等轴状逐渐转变为树枝状。热浸镀过程对铜导线会产生消除加工强化的作用,随着热浸镀速率的减小,热浸镀Pb40Sn60合金镀层铜导线的强度显著降低,延伸率变化较小,铜导线基体的硬度呈略微降低的趋势,镀层硬度亦呈减小的趋势。提高热浸镀速率,有利于镀层的结晶与生长;反之,降低热浸镀速率,有利于消除铜导线基体的加工硬化。     

热浸镀Zn11Al3Mg0.2Si合金镀层微观组织实验研究

主要研究了热浸镀Zn11Al3Mg0.2Si合金镀层的微观结构及组织特征,利用扫描电镜SEM及其能谱附件EDX观察分析了锌铝镁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GD-OES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-射线衍...     

热浸镀助镀剂的研究现状

热浸镀法制备的合金镀层具有成本低、效率高、无污染、可实现自动化生产等优势。助镀剂的加入能提高热浸镀效率,优化镀层的质量,增强镀层与基体的结合力。阐述了助镀剂在热浸镀中的作用。分析了助镀剂pH值、配比、亚铁离子、助镀剂温度对热浸镀效果的影响。最后对助镀剂在热浸镀铜和铅中的应用和研究进行了展望。     

热浸镀55Al-Zn-1.6Si合金镀层在NaCl溶液中的腐蚀行为

用盐雾试验和电化学阻抗谱法研究了热浸镀55%Al-Zn-1.6%Si合金镀层和某商用热浸镀锌层在5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并用光学显微镜和扫描电镜分析了清除腐蚀产物后镀层表面组织形貌特征.结果表明,热浸镀55%Al-Zn-1.6%Si合金镀层耐盐雾腐蚀性约为商用热浸镀锌层的2.5倍.商用热浸镀锌层腐蚀表现出显著的扩散控制特征,而热浸镀55%Al-Zn-1.6%Si合金镀层腐蚀主要由电极表面电荷转移过程所控制.     

大跨度桥梁缆索用钢丝热浸镀层研究综述

综述了热浸镀Zn、Zn-Al和Zn-Al-Mg系合金镀层的性能特点和研究现状。在Zn-Al合金中添加Al元素可以减缓Zn的腐蚀氧化,同时可以在镀层表面形成致密的Al_2O_3薄膜起到屏蔽保护作用。在此基础上,采用Mg合金化,不仅可细化镀层组织,还可抑制疏松腐蚀产物的生成,进一步延长合金镀层的寿命。阐明了桥梁缆索用钢丝热浸镀工艺的特点和不足。采用中性盐雾试验评估了应力加载对桥梁缆索用热浸镀层组织和耐腐蚀性能的影响。应力加载会使镀层表面的腐蚀产物保护层破裂,加快腐蚀进程。同时指出了现有桥梁缆索用钢丝镀层评价标准尚存在一些争议,应结合现行的评价体系,重视讨论和探索新的更合适的评价标准。需要研究新一代(Zn-Al-Mg)合金镀层的制备技术和评价标准,推动具有高耐蚀性的多元合金镀层在桥梁缆索用钢丝上的推广应用。同时,桥梁缆索用钢丝热浸镀层的腐蚀性能应考虑应力加载下的腐蚀破坏和相关机理研究。     

A3钢热镀Al-Si层的微弧氧化及其耐蚀性

用低碳钢表面热浸镀Ａｌ－Ｓｉ合金后进行微弧氧化的方法获得复合膜层,分析了热镀层的表面质量对形成陶瓷层的影响。对复合膜层进行了断面形貌观察和Ｘ射线衍射分析测定了复合膜层在不同浓度ＮａＣｌ溶液及海水中的耐蚀性,结果表明：微弧氧化要求热镀层厚度均匀;陶瓷层由α－Ａｌ２Ｏ３,ｋ－Ａｌ２Ｏ３及单质Ａｌ,Ｓｉ组成,复合层由三大部分组成;最外层为陶瓷层,次层为Ａｌ－Ｓｉ合金层,再向内至基体为Ｆｅ－Ａｌ－Ｓｉ,Ｆｅ－Ａｌ,Ｆｅ－Ｓｉ合金层,陶瓷层的耐蚀性优于热镀层,更好于低碳钢。     

微量合金元素对热浸镀锌的影响

介绍了微量合金元素(铝、镍、钛、镁、硅、铅、稀土)对热浸镀锌的影响。微量元素的加入可以使镀层表面光亮且厚度减薄,同时合金晶粒得到细化,组织得以改善,从而提高了热浸镀锌层的防腐蚀性能。     

不锈钢热浸镀铝中温度及合金元素对膜厚的影响

316L不锈钢是聚变堆包层候选结构材料,为解决其氚渗透率较大的缺点,在使用中必须采用防氚渗透涂层.目前看来,铝基涂层发展潜力最大.采用热浸镀铝法在不锈钢表面制备铁铝层,并分析了镀层的组织结构以及温度和合金元素对其厚度的影响.结果表明:热浸镀纯铝后,镀层由表面铝层和合金层组成,随浸铝温度的升高,外层铝层减薄,而内层合金层增厚明显,镀层总厚度并没有太大差异;加入合金元素硅对减薄镀层的作用明显.     

批量热浸镀锌工艺机理的研究现状

热浸镀锌是钢铁材料户外长效防护的最佳选择。传统的调整参数、试加合金等“试错法”难以满足现代制造业的发展,故全面、完整的热浸镀锌机理研究已迫在眉睫。针对我国批量热浸镀锌产量大、重经验轻理论、技术落后、污染严重等特点,从镀层的形成机理、镀层的合金化机理、锌浴液态特征等方面综述分析了批量热浸镀锌工艺理论的研究现状和不足,指出了基体和锌浴界面之间的相互作用、合金元素添加的可预测性、浸镀后表面粘附锌液层的结晶、锌浴液态特征等研究的重要性。建议从以下几个方面完善热浸镀锌机理：加强基材离开锌浴至冷却结晶结束这一阶段镀层组织结构的演变研究;在研究镀层合金化机理的同时,注重合金化镀层的应用推广,尤其是加强低合金高强钢的热浸镀锌研究;重视并加强锌浴表面张力、流动性、结晶特性的液态特征研究和数据积累;在形层机理研究的基础上,结合工艺参数进行镀层的预设计及镀层预控制研究。     

氯化稀土对热浸镀助镀剂性能的影响

通过对热浸镀Ｚｎ－Ａｌ合金助镀剂的试验研究,找到一种在常温下实现助镀的最佳配方,简化了热浸镀Ｚｎ－Ａｌ合金的工艺过程。采用该合金助镀剂进行Ｚｎ－Ａｌ合金热浸镀的样品,表面质量得到进一步改善。弯曲试验及人造海水腐蚀试验表明,镀铝层质量均优于使用常规助镀剂的镀层。     

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。