工业纯铁和Fe-0.1Si合金热浸镀锌层的生长规律及其组织特征

以铁损来判断热浸镀锌的温度对镀锌层的影响,结果欠准;硅元素对镀锌存在sandelin效应.这2种因素对锌镀层的生长、质量及性能都有重大的影响,且都难以控制.为此,以工业纯铁和Fe-0.1Si(0.1%,质量分数)合金薄片为热镀锌基材,探讨锌液温度和钢中硅元素对镀层生长和镀层组织的影响.利用扫描电镜对2种基材在450～530℃内的热镀锌层厚度及其组织进行了测量与分析.结果表明:工业纯铁在480 ℃下热镀锌时镀层生长最快,Fe-0.1 Si合金在470℃热镀锌时镀层生长最快;在镀层生长最快的温度下,2种基材的镀层特征具有相似性;当镀锌温度超过500℃时,工业纯铁和Fe-0.1Si合金镀层中的ζ相消失,镀层由δ相组成.     

预镀镍对活性钢热镀锌的影响

研究了四种含硅钢板预镀镍后热浸锌时镀层的生长动力学,以及镀层中合金相的形成和生长规律,探讨了预镀镍对活性钢热浸锌镀层生长的抑制机理.实验结果表明:预镀镍法可以显著降低活性钢镀锌层的快速生长,获得厚度适宜、表面光亮,粘附性好的镀层.预镀镍钢板热浸锌时首先形成一系列的Ni-Zn合金γ',γ和δ2相,随着进一步的扩散和反应,γ',γ和δ2相逐渐消失,生成了Fe-Zn-Ni三元金属间化合物Г2和Fe-Zn金属间化合物Г和δ;随后Г2相消失,在δ相和液相Zn间生成块状的ζ晶粒,并逐渐变成稳定致密的连续ζ层.钢板预镀镍后热镀锌时完全改变了Fe-Zn相的生长顺序,明显延缓了ζ相的生长,显著抑制了活性钢热浸镀锌层的异常生长.     

低碳钢热浸Zn-0.15%Ni合金镀层组织及第二相粒子

采用热浸Zn-Ni合金镀锌方法，在含0.03%-0.36%Si的低碳钢上获得Zn-Ni合金镀层，研究了镀浴中Ni含量和钢中Si含量对镀层中δ相和ζ相生长速率的影响，以及Zn-Ni合金镀层η相中的第二相粒子即Zn-Fe-Ni三元化合物Γ2相粒子的形成和长大过程，结果表明，在Zn-0.15%Ni镀浴中，含硅0.03%-0.215%钢镀层的ζ相明显受到抑制，δ相厚度略有增加，Γ2相粒子的形成和长大过程包括ζ相的溶解，Γ2相的形核和成比例吸收铁，镍而长大。     

助镀剂中稀土盐含量对热浸镀锌层组构及性能的影响

以往少见将稀土加入到助镀剂中对热浸镀锌层组构及性能影响的研究报道。为此,在助镀剂中添加混合稀土盐(主要成分为Ce和La)助镀后再热浸镀锌,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学测试及全浸腐蚀方法考察了助镀剂中稀土盐含量对热浸镀锌层组织结构及耐蚀性能的影响。结果表明:助镀剂中添加稀土盐能够使镀锌层减薄,有利于改善镀层的微观组织结构,抑制脆性相ζ相的生长,获得由塑性较好的δ相组成的镀层;添加稀土盐有助于改善镀层的耐蚀性能,且耐蚀性能随着稀土盐含量的增加而增强,在稀土盐含量为0.2%时镀层的耐蚀性能最好,之后随着稀土盐含量的增加,镀层的耐蚀性能反而下降。     

合金化热镀锌镀层组织的数值模拟及应用

建立数学模型可确定热浸镀锌合金化变化状况,进而可改进其工艺,消除锌层在冲压时的粉化。在建模中是以锌为主扩散元素,还是以铁为主,目前仍不统一。基于热浸镀锌合金化过程中的组织演变规律及相变机理,以锌为主扩散元素,建立了一种合理的数学模型,采用数值解法及C语言编程来模拟合金化镀层组织生长规律;同时应用Visual C++6.0平台开发了GA钢板镀层组织模拟计算软件。以连续镀锌合金化工艺最优参数,将合金化工艺参数输入,计算出ζ,δ和Γ相的生长厚度、镀层铁含量及Zn浓度-距离分布,分析η和ζ相消失的合金化时间点,能计算δ相内无浓度梯度的合金化时间点,以便控制Γ相的快速生长。根据计算结果和合金化过程分析报告可优化合金化参数,模拟获得最佳镀层显微组织。结果表明:该软件具有较为全面的输入参数、预测结果准确和操作简单等优点,对指导热浸镀锌合金化工艺有重要的实际应用价值。     

低合金高强度结构钢预镀镍后热镀锌的镀层组织研究

研究了含0.38%Si(质量分数)的Q345钢预镀镍后热镀锌时镀层的生长和组织形成。结果表明:预镀一薄层镍可有效抑制含Si>0.3%的低合金高强度结构钢热镀锌时生成超厚、表面灰暗的锌层,镍层越厚,锌层生长越慢。在浸锌时,镀镍层先与Zn反应生成Ni Zn合金相γ,和γ,镍层消耗完后,出现Fe Zn合金相δ和Ni Zn合金相δ2,最后Ni Zn相消失,镀层为连续的δ相和分散在η相中的块状ζ相;Ni Zn相形成连续致密的层状组织是抑制锌层快速生长的主要原因。     

钢基热浸镀锌铝合金的研究

为进一步提高镀锌层质量和耐腐蚀能力,通过在传统热浸镀锌中添加少量铝,获得了钢基热镀锌铝合金层。研究了钢基热浸镀锌铝合金镀过程中,助镀剂的组成,镀液温度、浸镀时间、钢基硅含量等因素对镀层厚度的影响,获得了一种耐腐蚀性好,结合力强和光滑的热镀锌铝合金层,该锌铝合金镀层与镀锌层相比,在二氧化硫气氛中的耐腐蚀能力有很大的提高。     

锌浴中加锡对0.37%Si钢热浸镀锌的影响

为避免热镀锌时含硅活性钢形成表面灰暗、超厚而粘附性差的镀层,研究了0.37%Si钢在含锡量分别为0,3%,5%,7%和12%(质量分数)的锌浴中浸镀不同时间时镀锌层的生长及组织变化.结果表明,在锌浴中加入一定量的锡以后,镀层的超厚生长得到了抑制.当锡含量小于5%时,抑制效果随锡量增加而增加,当锡含量大于5%时,抑制效果随锡量增加不再明显增加.在锌浴中加5%锡以后,高硅钢的镀层中的δ层变厚而非常致密,ζ层显著变薄并由疏松的块状变为排列整齐的柱状晶.基于镀层中微区成分分析结果,锌浴加锡抑镀层快速生长的原因是由于在ζ层的前沿形成了一个阻碍铁锌互扩散的富锡区.     

铸铁热浸渗铝及其抗高温氧化性能研究

为了研究热浸温度、时间及硅含量对HT200热浸渗铝的影响, 用称重法分析了未镀、浸镀和浸镀加扩散退火处理铸铁的高温抗氧化能力, 用金相显微镜和XRD分析了渗层组织结构.结果表明:镀层厚度随温度升高和时间延长而增大,本试验中浸镀温度740～810 ℃,浸镀时间5～10 min较佳.硅抑制渗层的生长,当镀液硅含量为2%,6%和9%时,镀层厚度分别为384,200 μm和121 μm.渗层结构由外镀层和中间扩散层(以Fe3Al为主)组成,经扩散退火后,渗层主要为Fe2Al5相.浸铝和浸铝且扩散退火处理后的铸铁抗氧化能力提高2～8倍, 耐蚀性显著改善.     

助镀剂中氯化镍对热浸镀锌层增重、厚度及形貌结构的影响

目前,就热浸镀锌助镀剂中Ni盐含量的变化对镀层的影响研究报道不多。将低碳钢退火板采用不同NiCl2含量的助镀剂助镀后热浸镀锌,并采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)对镀层的厚度、结构、形貌及成分进行分析。结果表明:NiCl2含量在0～6 g/L内,锌镀层质量及厚度随着氯化镍含量的增加而减小,NiCl2含量超过6 g/L时,则不随氯化镍的增加而变化;氯化镍会增加锌镀层中δ金属间化合物相的厚度,细化ζ金属间化合物相,使ζ金属间化合物相更加致密,并减少ζ金属间化合物相的厚度,对η金属间化合物相影响无影响。     

非晶陶瓷涂层对耐高温液锌涂层耐腐蚀性能的影响

热镀锌技术是钢铁材料表层最为有效的防腐蚀手段。为进一步提高耐锌蚀涂层的使用寿命,采用等离子喷涂技术在熔锌装备表面制备了多级耐锌蚀复合涂层及非晶陶瓷涂层,并利用XRD和SEM对其物相组成、结构及形貌进行了研究。结果表明,非晶陶瓷涂层与熔融锌液存在着不浸润,但耐锌蚀涂层仍然会被腐蚀,镀锌装备内部由于存在温度差使得熔融锌液会进行上下、左右的流动,对非晶层会产生冲刷作用,长时间的冲刷会使非晶层变薄,直至消失。非晶陶瓷涂层的制备在一定程度上降低了加热管的导热性,但可以通过加大功率来进行弥补,封孔后的耐锌蚀涂层的热震性能提高了6倍,使用寿命是原来的2.2倍,延长寿命效果显著。     

Effect of Ti on Morphology and Growth of Zn–Fe Intermetallic Phases

The effect of Ti in Fe substrate on the morphology and growth of Zn–Fe alloy phases in (Zn–0.2 wt.%Al)/Fe diffusion couples was investigated using optical and scanning electron microscopy. It is shown that ζ phase layer does not exist in (Zn–0.2 wt.%Al)/Fe couple, but it can be clearly observed in (Zn–0.2 wt.%Al)/(Fe–Ti) diffusion couples. Increasing of dissolved Ti in Fe substrate delays the disappearance of the ζ phase and promotes the formation of δ_k phase. The δ_p phase grows toward the ζ phase layer in the form of arborescence. The growth of total intermetallic phase layers in all diffusion couples is controlled by diffusion of Zn and Fe atoms within the layers at 380 °C. The thickness of total intermetallic layer increases with increasing of dissolved Ti in Fe substrate and reaches the maximum when Ti content is 0.4 wt.%.     

自制铁铬锰合金耐液锌腐蚀性能的研究

针对应用于连续热镀锌生产线上辊类部件用材设计的奥氏体合金,系统研究了自制铁铬锰合金在工业锌液中(Zn-0.2%Al)的腐蚀行为及组织变化规律.研究表明:铁铬锰合金在工业锌液中具有良好的耐锌腐蚀能力,其腐蚀速率为8.11×10-4 g/(cm2.h),而316L的腐蚀速率为1.65×10-3 g/(cm2.h);铁铬锰合金在工业锌液中首先生成Fe2Al5,其稳定性较好,可长时间抑制铁锌反应,12 d后铁锌金属间化合物才开始出现,生成的δ(FeZn7)相中,因固溶了质量分数约为5.14%的Cr,使得δ相稳定性增加,进一提高了铁铬锰合金的耐锌腐蚀能力.以锰代镍来制取低成本的铁铬锰耐锌腐蚀合金具有可行性.     

熔融锌液腐蚀的研究现状

对热镀锌连续生产中受熔融金属腐蚀部件的防护现状进行了分析,目前的研究工作可分为两大类:选择整体材料和表面处理.由于采用整体材料生产成本太高,且其耐熔融锌液腐蚀性能提高有限,采用表面处理提高抗锌液腐蚀成为目前研究的重点.表面处理有扩散渗硼、热喷涂层以及表面涂覆、隔离等方法,这些方法各有其特点.最后,对材料在熔融金属的现有腐蚀机理进行了总结,并指出了今后的发展方向.     

Study on growth factors of intermetallic layer within hot-dipped 25% Al-Zn alloy coating on steel

25% A1-Zn alloy coating performs better than hot dip galvanized coating and 55% A1-Zn-Si coating with regard to general seawater corrosion protection. This study deals with the interfacial intermetallic layer’s growth, which affects considerably the corrosion resistance and mechanical properties of 25%A1-Zn alloy coatings, by means of three-factor quadratic regressive orthogonal experiments. The regression equation shows that the intermetallic layer thickness decreases rapidly with increasing content of Si added to the Zn-Al alloy bath, increases with rise in bath temperature and prolonging dip time. The most effective factor that determined the thickness of intermetallic layer was the amount of Si added to Zn-Al alloy bath, while the effect of bath temperature and dip time on the thickness of intermetallic layer were not very obvious.     

The effects of zinc bath temperature on the coating growth behavior of reactive steel

The purpose of this work is to identify the influence of zinc bath temperature on the morphology and the thickness of reactive steel (Fe–0.1 wt.%Si alloy) coatings. The Fe–0.1 wt.%Si samples were galvanized for 3 min at temperatures in the range of 450–530 °C in steps of 10 °C. The coatings were characterized by using scanning electron microscopy/energy dispersive X-rays analysis. It was found that the coating thickness reaches the maximum at 470 °C and the minimum at 500 °C, respectively. When the reactive steel is galvanized at temperatures in the range of 450–490 °C, the coatings have a loose ζ layer on the top of a compact δ layer. With the increase of the galvanizing temperature, the ζ layer becomes looser. When the temperature is at 500 °C, the ζ phase disappears. With the increase of temperature, the coatings change to be a diffuse-Δ layer (δ+ liquid zinc).     

Zn-Ni-V热浸镀层组织及腐蚀电化学行为研究

在锌浴中添加少量的Ni和V,获得了Zn-0.05%Ni-0.05%V镀层.研究了Zn-0.05%Ni-0.05%V镀层组织和在5%NaCl溶液浸泡过程中的腐蚀行为.结果表明:在Zn-0.05%Ni镀浴中添加0.05%V可以有效地抑制Fe-Zn反应,控制ζ相层的超厚生长.与Zn-0.05%Ni镀层相比,浸泡20min后,...     

QPQ盐浴复合处理技术对3Cr2W8V钢组织和性能的影响

QPQ盐浴复合处理是一种新的金属盐浴表面强化改性技术,将QPQ技术应用干3Cr2W8V钢,利用OM、SEM、显微硬度计、X射线衍射仪、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站分别对QPQ渗层的显微组织、化学成分、显微硬度,物相,耐磨性和耐蚀性进行了分析研究.结果表明,QPQ渗层表面平整,当盐浴氮碳共渗时间一定时,随着氮碳共渗盐...     

Effect of four coating structures on corrosion kinetic of galvanized reinforcement in concrete

In the present work is described the effect of the characteristics of the galvanized coating on corrosion rate of reinforcing bars embedded in a concrete without additives and in another with 2% CaCl₂ in terms of cement weight. To this end, the following materials were subjected to the action of a moisture saturated atmosphere for a period of400 days: an annealed-galvanized coating; another one obtained by dipping in a molten Zn bath with0.025% Al and some others produced at450 and430°C in an ordinary bath. The attack evolution vs time was controlled by measuring the polarization resistance. The electrochemical determinations were gravimetrically verified and supplemented by a metallographic examination of tests coatings. In the absence of chlorides, the attack is fully tolerated. Chlorides radically change the corrosion behaviour of galvanized steel and increase the attack by a factor of2.8 in the most favourable case, but in these conditions, coatings with thick, homogeneous η layer outperform the usual ones, and specially the annealed ones.     

胶质磷酸钛表调预处理对热镀锌层表面磷化膜的影响

通过扫描电镜(SEM)分析、磷化膜增重和开路电位-磷化时间的测量及中性盐雾(NSS)试验,研究了胶质磷酸钛表调预处理对热镀锌层表面磷酸锌转化膜的影响.结果表明,热镀锌钢经胶质磷酸钛表调预处理后再磷化,与不经表调直接磷化相比,磷酸锌晶体的形核率与生长速率明显提高,可获得较细小致密的磷酸锌晶体和较大的膜层增重;且前者由于磷酸锌晶体细化和覆盖率提高,磷化膜的耐蚀性也有所增强.