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。     

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Zn-Ti合金镀层的耐腐蚀性能

为了抑制热镀锌过程中因含硅活性钢引起的镀层超厚生长,采用在纯锌浴中加Ti的方法,研究了热浸Zn-Ti合金镀层的耐蚀性能.采用浸泡腐蚀、电化学极化、交流阻抗以及X射线光电子能谱等方法,研究了热浸Zn-Ti合金镀层的耐蚀性能.结果表明:Zn-Ti舍金镀层在5%NaCl溶液中的自发腐蚀倾向小于Zn镀层,其极化电阻和交流阻抗增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性能提高.Zn-Ti镀层表面形成的氧化膜由ZnO和TiO2组成.Zn-Ti合金镀层的耐腐蚀性能优于纯锌镀层是由于在镀层表面形成了更加稳定的TiO2膜.     

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...     

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。     

微量Er对汽车用热浸镀锌镀层组织与性能的影响

采用热浸镀方法在汽车钢表面制备了不同Er含量的热浸镀锌镀层,研究了Er含量对镀层显微组织、硬度、厚度和耐蚀性的影响.结果表明:随着Er含量的增加,镀层平均晶粒尺寸呈现先减小而后增大的特征,且在Er质量分数为0.10％时取得最小值,添加适量Er可以在细化晶粒的同时改善表面质量.添加Er合金镀层的表面硬度平均值均高于Zn-...     

桥梁缆索钢丝热浸镀Zn-Al-Mg镀层的组织与耐蚀性能研究

目的 研究Mg元素含量对桥梁缆索钢丝微观组织及耐蚀性能的影响,在保证桥梁缆索强度要求的同时,进一步增强其耐蚀性能.方法 在450℃左右,在桥梁缆索钢丝表面热镀Zn-Al-xMg(x=0.5,1.0,1.5)镀层.使用扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)研究镀层的组织结构特征.通过中性盐雾试验,表征钢丝Zn-5Al-xMg(x=0.5,1.0,1.5)镀层的腐蚀速率.用X射线衍射仪(XRD)探究镀层与腐蚀产物的具体成分.利用电化学工作站测试Mg元素含量变化时Zn-Al-Mg镀层的腐蚀行为变化规律.结果 Zn-5Al-xMg镀层组织主要由Zn-Al-MgZn2三元共晶相、富Zn相与少量富Al相组成.Mg元素的加入使得镀层的自腐蚀电流密度降低,促进了覆盖性优异且难溶的Zn5(OH)8Cl2·H2O的生成,阻止了镀层表面腐蚀后产生无保护性的ZnO,防止基体发生腐蚀.分析阻抗与中性盐雾试验结果可以发现,随着Mg元素含量的增加,Zn-5Al-Mg镀层的电化学交流阻抗值不断增大,腐蚀速率不断降低.结论 当Mg元素含量为1.5％(质量分数)时,Zn-5Al-xMg镀层的耐蚀性能最佳,Zn-5Al-1.5Mg镀层的耐蚀性能约为Zn-5Al镀层的2.4倍.     

低碳钢表面热浸镀锌层的组织

利用传统的溶剂工艺在低碳钢表面热浸镀锌。采用X射线衍射仪和扫描电镜研究了低碳钢热浸镀锌层的显微组织及相组成。结果表明,热浸镀锌层的组织由基体向表面依次为Γ(Fe5Zn21)相、1δ(FeZn7)相、ζ(FeZn13)相和η(Zn)相;镀层最表层出现异常的Γ相,而1δ相合金层存在η相;与基体结合处的Γ相呈白亮的线状,靠近表面则呈齿状;镀层不同部位的块状1δ相的致密度不同,远离基体处比较疏松;棒状ζ相分散在η相中。     

Mn含量对Zn-Al-Mg合金组织和耐腐蚀性能的影响

为了使热镀锌产品获得更好的耐腐蚀性能,通过感应熔炼制备了3种不同Mn含量的Zn-Al-Mg合金铸锭,分别为Zn1Al1Mg0.5Mn、Zn1Al1Mg1.2Mn、Zn1Al1Mg2.5Mn,并分析了其凝固组织和腐蚀行为。结果表明：通过相图计算预测了含Mn的Zn-Al-Mg合金中Al-Mn化合物类型为Al₁₁Mn₄、Al₈Mn₅、Al_0.8Mn; Zn1Al1Mg0.5Mn、Zn1Al1Mg1.2Mn合金的Al-Mn析出相分别为Al₁₁Mn₄、Al₈Mn₅,随着Mn含量的增加,Zn1Al1Mg2.5Mn合金中的Al-Mn析出相为Al₈Mn₅和Al_0.8Mn,其中Al₁₁Mn₄和Al₈Mn₅相主要在共晶组织中析出,Al_0.8     

微量元素对Al-Cu-Li合金热暴露后显微组织和性能的影响

研究了微量Ce、Ag对一种Al-Cu-Li合金热暴露后显微组织和性能的影响。Ce的添加提高T1相的抗粗化能力,有利于稳定合金热暴露后的力学性能;Ag的缺少降低了T1相的稳定性,使合金在150℃热暴露后的强度损失较大,但却使合金在200℃热暴露后保持较高的强度,这与不含Ag的合金在200℃热暴露时大量θ′相析出有关。     

钛合金表面激光熔覆钴基合金层的组织及力学性能

在TC4钛合金表面利用激光熔覆Co基合金粉末涂层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和洛氏硬度计研究涂层的微观组织及力学性能。结果表明:当扫描速度固定为400 mm/s,激光功率为1.3、1.5、1.7 k W熔覆时,涂层与基体之间都实现了冶金结合。其中,激光功率为1.5 k W时熔覆效果最好,熔覆层内组织均匀致密无气孔和裂纹等缺陷。激光功率为1.3 k W时,熔覆层内出现了裂纹。当激光功率固定为1.5 k W,扫描速度为300、350、400 mm/s时,熔覆层和基体的结合情况良好,熔覆层内组织均匀致密无缺陷。随着激光功率和扫描速度的增大,涂层表面硬度呈减小的趋势,但都高于TC4基体硬度的两倍左右,表明在TC4表面激光熔覆Co基合金粉末涂层可以显著提高其硬度。     

热处理对TA15钛合金摩擦磨损性能的影响

研究了热处理温度(820、900、980和1030℃)对TA15钛合金微观组织及摩擦磨损性能的影响。利用光学显微镜观察合金在不同温度下的微观组织,显微维氏硬度计测定合金的表面硬度,并采用HT-500型摩擦磨损试验机检测合金的摩擦磨损性能,利用SEM、EDS、XRD分析磨痕的微观组织、化学成分及相组成。结果表明,随着温度的升高,等轴初生α相不断减少,亚稳定β相不断分解,形成针片状(α+β)相;显微硬度由300 HV0.1提高到550 HV0.1;室温摩擦系数由0.42降低为0.2,比磨损率也大大降低。     

热镀锌铝镁镀层钢的组织和腐蚀特性

采用SEM、XRD、电化学方法和中性盐雾试验对成分不同的热镀Zn-Al-Mg镀层与GL镀层的组织和腐蚀特性进行了对比研究。结果表明：添加Mg后镀层主要由纯Zn相、Zn-MgZn₂二元共晶相和Zn-Al-MgZn₂三元共晶相组成,镀层截面由枝晶状组织和合金层组成,枝晶状组织分布于镀层的整个截面上;电化学试验时镀层的电流密度较低,说明镀层中铝、镁及MgZn₂相的存在可以在镀层表面形成稳定的化合物,降低锌的溶解速度,避免腐蚀的发生;共晶相可以使Mg元素在镀层中均匀分布,促使致密的碱式碳酸锌等腐蚀产物的生成,从而抑制阴极反应,增强热镀Zn-Al-Mg镀层的耐蚀性。     

超音速等离子喷涂非晶涂层微观结构与摩擦学性能

采用新一代超音速高能等离子喷涂(SAPS)技术制备了Fe基和Mo基两种非晶涂层,对涂层的微观结构与摩擦学性能进行对比分析。结果表明,SAPS喷涂Fe基和Mo基非晶涂层内部孔洞少、结构致密性高。与Fe基涂层相比,具有更低孔隙率的Mo基涂层在摩擦过程中表现出更低的磨损率(1.1×10^-4 μm·N^-1·s^-1),耐磨性更优。涂层的磨损机理均以磨粒磨损和疲劳磨损为主,并伴随着磨屑氧化。     

FeCrNiMoCu高熵合金涂层的多靶磁控共溅射制备及微结构分析

采用多靶磁控共溅射技术的单靶功率可调特点,在304不锈钢基体上,制备出了FeCrNiMoCu高熵合金涂层。通过纳米压入(Nanoindentation)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等对不同组分含量的FeCrNiMoCu高熵合金涂层的纳米硬度、微观结构及形貌进行了表征。结果表明:磁控共溅射法制备的FeCrNiMoCu涂层具有简单的fcc结构和高的纳米硬度,表面硬度随铁元素含量上升而增加。     

冷却速度对Zn-Al-Mg合金组织及腐蚀性能的影响

研究了不同冷速下Zn+6%Al+3%Mg合金原始镀液凝固组织和形貌的变化,并对不同冷速下合金的耐腐蚀性能进行了分析。结果表明,不同冷速条件下,合金中出现先析出相Al、Al和Zn、Al/Mg Zn2共晶组织、Zn/Al/Mg Zn2三元共晶组织,但炉冷,水冷下还生成了Zn/Al/Mg Zn11三元共晶。随冷却速度增加,晶粒尺寸愈加细小。空冷下合金耐腐蚀性能相对较好,炉冷相对较差,这与其晶粒度和Mg2Zn11相有关。     

ZA12合金氩弧焊HAZ组织模拟及摩擦学性能

在对ＺＡ１２合金钨极氩弧焊接头ＨＡＺ不同部位（测点）焊接热循环曲线大量测试和计算基础上,借助于焊接热模拟技术,设计了进行焊接ＨＡＺ显微组织模拟的热循环参数,并在ＤＭ－１０００Ａ型电阻加热热模拟试验机上,实现了ＺＡ１２合金钨极氩弧焊焊接ＨＡＺ加热峰值温度θｍ＝３７０℃,３０５℃区域（测点）显微组织的模拟。研究结果表明,ＺＡ１２合金钨极氩弧焊焊接ＨＡＺ组织热模拟试样的耐磨性均高于母材,并均随负荷的增加     

高耐蚀性Zn-Al-Mg镀层钢板的发展现状

综述了国内企业在耐蚀镀层钢板方面的进展,详细介绍了新日铁住金、日新制钢、安赛乐米塔尔、博思格等国外企业不同成分Zn-Al-Mg镀层的开发特点及应用现状,指出Zn-Al-Mg镀层是目前最具有推广效用的新型合金化镀层。