锌浴中Ni、Co对高含Si钢热浸镀锌层厚度及组织的影响

试验使用纯锌、0.1%Ni、0.1%Co、0.1%Ni+0.1%Co、0.1%Ni+0.2%Co五种锌浴,对工业纯铁、Q195、Q235和Q345钢进行热浸镀锌试验。利用光学显微镜、SEM观察各镀层组织形态及厚度,通过对照试验组分析合金元素对镀层的不同影响,探求适当的合金浴配方。试验结果证明,加入合金元素Ni及Co,对4种材料的镀层均有一定的影响。单独加入Co可以细化镀层组织,但对镀层厚度影响不大;单独加入0.1%Ni能在一定程度上控制Si的反应性,尤其对Q235钢;当同时加入镍及钴后,能很好地抑制Si反应性(Sandelin效应),使镀层组织紧密,且镀层厚度减薄。     

Ni和V对热浸镀锌层耐蚀性能的影响

为了提高热浸镀锌层的耐蚀性,在锌浴中添加少量的Ni和V,获得了Zn-0．05％Ni、Zn-0．05％Ni-0．05％V镀层。利用电化学阻抗、极化及中性盐雾腐蚀测试,研究了Ni和V对镀层耐蚀性的影响。结果表明：与纯zn镀层相比,Zn-0．05％Ni、Zn-0．05％Ni-0．05％V镀层在5％NaCl溶液中的电化学阻抗增大,自腐蚀电位正移,极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性提高,其中,Zn-0．05％Ni-0．05％V镀层耐蚀性最佳;Ni、V的加入在一定程度上抑制了阳极反应和阴极反应,延缓了白锈的产生,镀层耐蚀性能提高。     

热浸镀锌技术的研究进展

介绍了连续热浸镀锌和批量热浸镀锌工艺及其适用范围,论述了热浸镀锌层的组织和性能,分析了合金元素、钢基体化学成分、热浸镀温度和热浸镀时间等因素对热浸镀锌层组织和性能的影响,介绍了热浸镀锌技术的应用领域和研究现状,对该技术的研究方向进行了展望。     

锌浴中Ni-Bi协同作用对铁硅合金热浸镀锌层中间相组织的影响

目前,对热镀锌浴中加入Ni,Bi后的协同作用研究不多,且认识不一致。利用光学显微镜、SEM-EDS研究了锌池中的Ni和Bi的协同作用对Fe-Si合金基体热浸镀锌中间相组织的影响。结果表明:对于纯铁基体,Ni或Ni-Bi的协同作用可以减缓Fe-Zn反应速度;对于含硅量为0.1%(质量分数,下同)的基体,Ni能完全控制硅反应性;对于高硅合金基体,Ni只能部分控制其硅反应性,而Ni-Bi协同作用对硅反应性的控制效果明显;对于含硅钢镀锌,为了控制硅反应性,在锌浴中加入0.1%Ni+0.5%Bi效果较理想。     

钴对含硅钢镀锌层的组织和生长动力学的影响

利用扫描电镜及波谱,研究锌浴中的钴对Q235和Q345钢热浸镀锌层组织及其生长动力学的影响.结果表明:锌浴中含0.075%(质量分数)钴时,能完全抑制Q235镀层组织发生硅反应性;而对于Q345,则需要在锌浴中加入0.3%钴才能部分抑制硅反应性;在锌浴中加入少量的钴后,镀层组织中疏松ζ层转变成与液相直接接触的富钴ζ相和由消耗δ相生成的致密ζ相;致密的ζ相层阻止液相和δ相的直接接触;富钴ζ相可容纳大约0.25% Si,避免在固-液界面产生硅的富集,液相通道消失,从而抑制含硅钢热浸镀锌过程中硅反应性的产生.     

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。     

超声波对热浸镀锌的影响

研究了超声波介入对热浸镀锌的镀层组织和性能的影响。结果表明大功率超声使镀层中不出现脆性的Ｆｅ－Ｚｎ金属间化合物层,镀层组织致密表面光滑,可显著地提高镀层的粘附性,变形性和耐蚀性。     

铝含量对热浸镀锌合金耐蚀性的影响

采用光学显微镜、电化学测试、SEM等方法研究了Zn-4Al,Zn-5Al和Zn-6Al热浸镀锌合金的显微组织和耐蚀性。结果表明,Zn-4Al合金由Zn-Al层片状共晶组织和大量的初生β-Zn相枝晶组成,Zn-5Al合金为Zn-Al共晶组织加少量的初生β-Zn相组成,Zn-6Al合金为初生的块状α-Al相和Zn-Al共晶组织组成,块状α-Al相周围的共晶组织多为颗粒状。Zn-5Al合金的自腐蚀电流密度J_corr最小,极化电阻R_p最大,合金表现出最好的耐腐蚀性。Zn-4Al和Zn-5Al合金是由初生的β-Zn相被优先选择腐蚀,Zn-6Al合金是由块状的α-Al相周围的共晶组织被优先选择腐蚀。     

工艺参数对热浸镀锌抑制层的影响

从锌液中Al含量、带钢入锅温度、锌液流动性和浸镀时间四个方面阐述了热浸镀锌过程中工艺参数对抑制层的影响,为在热浸镀过程中得到较好的抑制层,进而得到优质的镀层产品提供了理论依据。     

热浸镀锌合金技术的研究现状

简要介绍了锌浴中合金元素对热浸镀锌的影响,综述了因此而发展起来的多种锌合金镀层的研究现状,并总结归纳为两个体系：（a）以抑制超厚镀层生长为主的活性钢热镀锌合金镀层体系,包括Zn—Ni合金、Zn—Sn合金、Zn—Mg合金;（b）以提高耐蚀性为主的Al-Zn合金镀层体系,包括55％Al-Zn合金、5％Al-Zn合金。     

Effect of vanadium on galvanizing Si-containing steels

In the present study, the effect of V additions to the galvanizing bath on the microstructure and growth kinetics of the galvanized coating on Si-containing steels was experimentally investigated. Three different steels with effective Si contents of 0.158, 0.242 and 0.363 wt.%, were immersed for 0.5 to 8 min in Zn baths with four levels of V, ranging from 0 to 0.16 wt.%. The results indicated that V additions could adequately suppress the Si reactivity of all three steels. The potency of V increased with its increasing content in the bath. Crystallites of a ternary compound were found at the ζ/liquid interface.Based on the isotherms of Zn-Fe-V and Zn-Fe-Si-V systems at 450 °C, a diffusion path model was proposed to interpret the effect of V on galvanizing pure Fe or Si-containing steels. V in the bath introduced a new equilibrium state between the liquid and a ternary phase T and made the equilibrium state between the liquid-ζ phases metastable. Furthermore, the greater solubility of Si in T made the diffusion path more difficult to enter the (ζ + T + Liq. + FeSi) region and, thus, protected the integrity of a normal coating.     

Effects of zinc bath temperature on the coatings of hot-dip galvanizing

The purpose of this work is to identify the influence of zinc bath temperature on the morphology and the thickness of hot-dip galvanizing coating. Hot-dip galvanizing samples were prepared at temperatures in the range of 450-530 °C in steps of 10 °C and at different immersing time. The samples were characterized by using scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray analysis. When the galvanizing temperature ranges from 450 to 470 °C, the coating has a coherent and compact ζ layer on the top of a δ layer. ζ phase coexists with liquid zinc pocket around 480 °C. It was found that the coating thickness reaches maximum at 480 °C. When the temperature is above 500 °C, the coating changes to be primarily δ phase.     

电脉冲处理对热镀锌镀层组织和生长的影响

研究了电脉冲处理对热镀锌镀层组织和生长影响。采用冷轧钢板在460℃条件下得到不同电脉冲处理参数不同浸镀时间的镀层组织,结果表明,未经电脉冲处理试样铁锌互扩散较快,δ相和ζ相同时生长,且随时间延长ζ相呈起伏式生长,合金层的组织变得不连续且存在疏松。电脉冲处理后试样合金层的生长均受到抑制,生长比较稳定。在180 s浸镀时间内,δ相层的组织晶粒度均匀致密,ζ相的连绵式生长消失,与δ相和η相相界面变得非常连续,厚度明显减薄,由83.5μm减薄到70μm以内。经电脉冲处理后,合金层的生长由扩散和界面反应联合控制转变为仅受扩散控制。     

铝含量对IF钢热镀铝锌层组织和性能的影响

向热浸镀锌液中分别添加(质量分数)0.2%、1.0%、5.0%的Al,借助体视显微镜和SEM观察了IF钢表面镀层的微观结构,采用万能试验机进行三点弯曲试验,研究了不同Al含量对热浸镀镀层组织和性能的影响规律。结果表明,热镀铝锌镀层表面平整,存在网状沟槽,沟槽处为α(Al)+η(Zn)和Fe-Al-Zn金属间化合物。随着Al含量的增加,镀层表面龟甲块逐渐细小,镀层厚度逐渐增加。由于硬度高、脆性大,弯曲时裂纹从金属间化合物处发源,且随Al含量增多裂纹逐渐增多并平行排列。     

Bi含量对热浸镀Zn-Bi合金镀层形貌和性能的影响

为了探索新的镀层成分,提高热镀锌层的性能,在锌液中加入不同含量的Bi,配制成Zn-x（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5wt%）合金镀浴,并在20钢表面进行了热浸镀。采用金相显微镜、显微硬度计和全浸腐蚀试验对镀层形貌与性能进行了表征。结果表明,随着Bi含量的增加,Zn-Bi镀液的流动性提高,镀件表面的平整度和光亮度提高,镀层的纯锌层厚度减小,显微硬度降低,耐蚀性能变差。Bi     

添加Ti和Al对热浸镀锌层组织结构的影响

制备了Ti、Al含量不同的热浸镀锌层,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察分析了镀层的组织结构.结果表明:Ti能有效抑制镀层中ζ相的生长,降低合金相层的厚度.60 s浸镀,添加0.04％ Ti时消除了镀层中ζ相分层现象;添加0.07％ Ti时在ζ/η相界生成细小颗粒状T相;240 s浸镀,在ζ/η界面及η相中生成了颗粒状T相,甚至形成连续分布的T相小岛.锌浴中同时添加Ti和Al对Fe-Zn合金相生长的抑制作用加剧,短时间浸镀时就促使含铝T相在η相中生成.     

Effect of oxides on the reaction kinetics during hot-dip galvanizing of high strength steels

Selective oxidation of the minor alloying elements during annealing prior to hot-dip galvanizing cause poor wetting with liquid zinc, resulting in bare spot defects. The effect of surface coverage, morphology (i.e., size and distribution) of the oxides on the reaction kinetics was examined. The Zn wettability has been determined by sessile drop contact angle measurement method and the Fe–Al interfacial layer was investigated by the use of a novel hot temperature spinning process. It has been found that besides the overall surface oxide coverage, size of the oxide islands is a dominant factor in affecting the reaction kinetics.     

热镀锌锅用钢的腐蚀机理分析及焊接对策的制定

探讨了热镀锌锅用钢中的C,Si元素含量对其腐蚀过程的影响.利用SEM对其在锌液中形成的腐蚀层进行组织形貌观察及相结构分析.结果表明,ξ相优先在Fe/Zn界面形成.随着钢中C,Si元素含量的增高,腐蚀层中Γ相消失,δ相区变薄,形成异常生长的ξ相,腐蚀速率加快.基于此,利用焊接材料中氧化性物质自氧化烧损C,Si元素的作用,研制了一种与08Cu热镀锌锅用钢相匹配的低碳、低硅焊接材料.焊缝化学成分取样分析结果表明,焊缝中的C,Si元素含量低于母材中的含量,使该焊接材料具有良好的耐锌液腐蚀性能.