锰对热浸Zn-0.2%Al合金镀层组织和生长动力学影响的研究

向Zn-0.2%Al热浸镀浴中添加一定量的锰,在纯铁上获得了不同的合金镀层。采用光学显微镜和带能谱仪的扫描电镜分析锰对镀层形貌和生长动力学的影响。结果表明,锰能促进δ相呈致密状生长,且各相层中的锰含量随锌池中锰含量的增加而增加,锰主要富集在破碎状相层中;镀层厚度随锰含量的增加而减小,当浸镀Zn-0.2%Al时,镀层的生长呈线性规律,为界面扩散控制;当浸镀Zn-0.2%Al-Mn时,镀层的生长为抛物线规律,受扩散控制,这说明锰元素的加入抑制了锌元素的扩散。     

锰对ZZnA14Y锌合金显微组织和力学性能的影响

研究了锰对ZZnA14Y锌合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:锰能细化ZZnA14Y锌合金的基体组织及a相,使合金的硬度和抗拉强度大大提高,但是由于锌合金中的锰主要以富锰化合物相分布于晶界或晶界附近,使得冲击韧性明显下降.分析认为ZZnA14Y锌合金中加入0.05%锰时其具有较好的综合力学性能.     

Zr,Co,Ni,V微合金化对含硅结构钢热浸镀锌性能的影响

研究了在锌池中依次添加0.1%Zr、0.1%Co、0.1%Ni、0.1%V微合金化元素对含硅结构钢热浸镀锌性能的影响,并结合扩散通道理论解释了合金元素及其协同作用对硅反应性抑制的机理。研究表明,锌池中添加0.1%Zr或0.1%Co+0.1%Zr时,会在ζ层外侧形成少量不连续的Zn-Fe-Zr或Zn-Co-Zr三元化合物,但其只减薄了Sandelin钢镀锌时的镀层厚度,而对抑制高硅钢的硅反应性基本没有贡献。继续添加0.1%Ni后,Ni会在纯锌层与ζ层的界面上富集,可抑制Q235钢的硅反应性,但不能抑制Q345钢中的硅反应性。直到锌池中添加了0.1%Zr-0.1%Co-0.1%Ni-0.1%V后,才能很好的抑制Q345钢中的硅反应性。此时,在自由锌层与ζ层的界面上形成了明显的Zn-Fe-Ni-V化合物。通过扩散通道模型可以很好地解释这些实验现象。     

热浸镀锌铝的界面反应机理

通过热浸镀和扩散偶试验研究铁基与4种锌铝熔池成分合金Zn-0.2%Al、Zn-5%Al、Zn-25%Al、Zn-55%Al(质量分数)之间的界面反应过程,提出热浸镀锌铝中扩散通道移动对合金层形成的控制机理。结果表明:热浸镀(扩散偶)初期,扩散通道均沿两相区共轭线(tie-line)穿过熔池成分液相与对应的Fe-Al化合物构成的两相区,铁基表面优先形成对应的Fe-Al化合物的连续层状组织。随着热浸镀(扩散)时间的延长,扩散通道具有逐渐向两扩散组元成分点连线移动的趋势,一旦扩散通道切割熔池成分液相与对应的Fe-Al化合物构成的两相区共轭线,初期形成的Fe-Al化合物层失稳破裂,导致镀层合金层(扩散层)快速增厚。     

热浸镀Zn-Al-Si镀层的组织

试验研究了550℃,纯铁在30Al-Zn-1.1Si和40Al-Zn-1.1Si合金浴中热浸镀生成的合金层组织。比较了两种合金镀层在不同浸镀时间合金层生长的变化,发现在τ5C相破裂之前阶段,两种镀层的合金层生长缓慢;随着反应时间延长,熔池扩散的进行,τ5C相破裂,液相开始进入FeAl3相,FeAl3相与τ5C相生长加快,故本试验中对合金层生长起主要抑制作用的是τ5C相;由于富硅的τ1相在界面上富集,再加上Fe2Al5中固溶硅的作用,抑制了铝的扩散,使(Fe2Al5+τ1)相生长缓慢而且致密。通过比较还发现,浸镀相同时间时,随着铝含量降低,合金层的厚度会更薄,τ5C相的抑制作用更强,形成的渣更少。     

Zn／Fe及Zn／Fe-Si固态扩散偶中金属间化合物的生长

研究固态Zn/Fe及Zn/Fe-Si扩散偶中金属间化合物的生长及硅的影响.对扩散偶在385℃下扩散30～300min的研究结果表明:在Zn/Fe扩散偶中,扩散层以δ相为主,ζ相和δ相之间具有平直的界面,随扩散时间的延长,δ相的厚度增加,ζ相逐渐被消耗,至退火300min时,dζ/dδ的值为0:但在Zn/Fe-Si扩散偶中,扩散层以ζ相为主,δ相呈小岛状伸入到ζ相层中,铁基体中的硅促进扩散初期ζ相的生长而抑制δ相的生长,并使δ层在扩散后期为完全的线性生长.3个扩散偶中总扩散层的生长均由扩散控制.     

工艺参数对Al-Ti-B中间合金第二相粒子的影响

研究了静置时间和加料顺序对铸态Al-Ti-B中间合金第二相粒子形成规律的影响。试验结果表明,随着静置时间的延长,TiAl3的尺寸逐渐增大,在铝基体中的分布更为均匀,且粒子的大小更趋于一致。3种不同的加料顺序中,先加KBF4后加K2TiF6,中间合金中的TiAl3尺寸最大,而混合加盐时TiAl3尺寸最小。TiB2粒子主要分布α-Al边界处,少量分布在TiAl3表面上,静置时间对TiB2粒子分布无影响。     

镁含量和硅对铁-锌铝镁合金固-液扩散偶中Fe-Al反应层的影响

在热浸镀锌中,铁基表面Fe-Al化合物层的形成会影响镀层的生长和质量。将Fe/(Zn-11%Al-3%Mg)和Fe/(Zn-11%Al-x%Mg-0.2%Si)扩散偶在600℃下进行25min的固-液扩散实验,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了镁含量和硅对铁-锌铝镁合金固-液界面Fe-Al合金层形成的影响。结果表明,Fe/(Zn-11%Al-3%Mg)固-液扩散偶反应层由FeAl3和Fe2Al5相层组成;随着Mg含量的增加,Fe/(Zn-11%Al-x%Mg-0.2%Si)扩散偶中反应层的厚度呈现先增加后减少再增加的变化趋势,当镁含量为3%时反应层厚度最薄;Fe/(Zn-11%Al-3%Mg)扩散偶中Fe-Al反应层的平均厚度比Fe/(Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si)扩散偶中反应层的厚度大60μm,证明Si元素起到抑制Fe-Al反应层形成的作用。研究结果为解释Super Dyma合金镀层中不形成明显的Fe-Al抑制层提供了实验依据。     

合金元素对CoCrFeNi基高熵合金相组成和力学性能影响的研究现状

基于多主元设计理念的高熵合金(又称多主元合金)虽然组成元素复杂,但能形成简单结构的固溶体,并具有优异的性能,已成为当前高性能金属材料的研究热点之一。目前的研究主要集中在固溶体形成条件、成分种类、含量、组织结构及不同退火温度对合金的组织和力学性能的影响等方面。学者们还界定了形成固溶体时合金混合焓、原子半径及价电子浓度(VEC)的范围。当前的研究以CoCrFeNi基合金最为广泛,主要研究目标包括提高BCC型合金的塑性或FCC型合金的强度,以及开发具有良好的可铸性、易适应大规模生产的共晶高熵合金。通过降低晶粒尺寸、热处理和引入新元素等方法,使高熵合金产生晶界强化以及析出细小、弥散的第二相,从而有效地强化FCC基体。通过一系列的合金设计,研究出一些低成本、高性能的合金,进而也可用于一些高性能要求的零件或制备成高性能涂层。本文综述了合金元素Al、Cu、Ti、Mn、Mo、Pd、Nb及两种元素协同作用对铸态CoCrFeNi基高熵合金的相组成和力学性能的影响。通过对比发现,不同元素由于其原子半径、电负性以及与其他元素的结合力不同对高熵合金的相形成产生不同的影响,从而影响其力学性能。Al、Ti和Mo等原子半径较大元素的添加会产生固溶强化,使得合金的硬度增大。同时,Al元素的添加会因形成有序的B2相而产生第二相强化;部分合金还能形成共晶高熵合金。Ti和Mo元素由于与其他元素的混合焓较小容易形成复杂的化合物使得合金变脆。而Cu与其他元素混合焓较大,易优先在枝晶间析出。铸态下Mn含量的变化不影响合金的晶体结构,合金为FCC相。经过时效处理后,Mn含量高的合金有少量σ相析出。添加Nb元素后,合金由于Laves相的出现强度增加且变脆。此外,还对添加Pb元素后合金的饱和磁化性能以及部分合金的耐腐蚀性等进行了综述。本文可为高熵合金的成分设计及研究提供参考。     

不锈钢渗铝后的表面组织、成分及其耐熔锌腐蚀性能

由于液态锌的腐蚀,使在热镀锌生产线上的工作零件失效严重,严重阻碍了热镀锌行业的进一步发展.对此,研究了采用固体粉末包埋法对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行渗铝,再采用热氧化的方法使渗铝层表面原位生长Al2O3薄膜.结果表明:渗铝层表面主要由FeAl相组成,渗铝层呈多层结构,分为渗层外层(约25C μm)、过渡层(约为50 μm)和渗层内层(约为300 μm).渗铝层表面铝的浓度较高,超过30%(质量分数),渗铝层发生选择性氧化,在表面生成一层均匀致密的Al2O3膜,所得膜的厚度约为20 μm.通过大量试验得出,渗铝层具有良好的耐锌液腐蚀性能,可作为锌液与铁表面接触的良好隔离层.