两步法变质处理Zn-6Al合金的显微组织和力学性能研究

采用Al-5Ti-B对Zn-6Al合金进行两步法变质处理,运用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和万能试验机分析测试了变质处理前后Zn-6Al合金的凝固组织和力学性能。结果表明：当加入0.50%的Al-5Ti-B时,随着高温变质熔体占比的增加,Zn-6Al合金中初生β-Al相面积分数不断增加,共晶组织层片间距先减小再增加;Zn-6Al合金的抗拉强度与屈服强度不断增加,延伸率先增加后降低;当高温变质熔体与低温熔体质量比为2∶3时,Zn-6Al合金的综合力学性能最佳。当高温变质熔体与低温熔体质量比为2∶3时,随着Al-5Ti-B加入量的增加,Zn-6Al合金中初生β-Al相面积分数、抗拉强度、屈服强度和延伸率呈现先增加再降低的变化趋势,共晶组织则呈现先细化再粗化的变化趋势。与未进行变质处理的Zn-6Al合金相比,当高温变质熔体与低温熔体质量比为2∶3和Al-5Ti-B加入量为0.75%时,Zn-6Al合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别增加24%, 13%和118%。采用Al-5Ti-B对Zn-6Al合金进行两步法变质处理,可明显提高Zn-6Al合金的综合力学性能。     

Effect of Mg on Microstructure and Growth Kinetics of Zn-22.3Al-1.1Si Coating

The effects of Mg on the microstructure and growth kinetics of the hot-dip Zn-22.3 Al-1.1 Si-x Mg(x = 0, 0.2, 0.4, and 0.6) coatings were investigated in detail. Scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction studies revealed the presence of η-Zn, α-Al, Zn/Al eutectoid,(Si), Al/Si eutectic, and Zn/Al/Mg_2 Zn11 ternary eutectic on the top surface of these Mg-containing coatings. Especially, a small amount of MgZn2 phase appears in top surface of Zn-22.3 Al-1.1 Si-0.6 Mg coating. Five phases are found in the alloy layers, i e, Fe_2 Al_5, FeAl_3, τ_(5C), τ_(5H), and τ_1. The addition of 0.2% Mg can delay the emergence of FeAl_3 phase. When the Mg content is more than 0.2%, the outer layers of coating change from τ_(5C) to τ_(5H) phase. The growth of the inhibition layer is diffusion controlled for various Mg content baths. Mg improves the corrosion resistance of the Mg-containing coatings, and the Zn-22.3 Al-1.1 Si-0.6 Mg coating possesses the highest protective properties.     

微量Ti对铁-锌扩散偶合金层组织的影响

利用扩散偶技术研究钢基和锌合金中的微量Ti对Fe-Zn反应的影响.扩散偶的成分设计如以下3种:Fe-0.1wt%Ti/Zn-0.2wt%Al,Fe/Zn-0.2wt%Al和Fe/Zn-0.2wt%Al-0.1wt%Ti,扩散温度为380℃,时间分别为2,4,8,14 h.实验结果表明,Ti的加入促进了Fe-Zn反应和合金相的生长,尤其当Ti加入到Fe基体中时促进效果更为明显,此外Ti还能促进δ_k相在г和δ_p界面的形核与生长.     

热浸镀中硅反应性研究

根据对Zn-Fe-Si三元体系的热力学评估计算和实验研究,体系中Si的化学位随Zn含量的增加而迅速提高.通过高温镀锌实验分析了diffuse-△(δ相 锌液)区域形成的原因,阐述了热浸镀锌中硅反应性的机理.镀层中的Si有向Fe含量高的相(特别是δ/ζ相界附近的δ相)、δ/ζ相界及ζ相晶界富集的趋势.随时间推移,扩散通道向富Si端移动,切过ζ相与液相两相平衡的共轭线,导致ζ相晶界附近出现的液体容纳Si,形成液体通道,液相穿过ζ相并与外面的锌液连接.液体直接与δ相接触,导致微应力的出现,液体可以沿着微裂纹腐蚀δ相,形成破碎的diffuse-△区域,锌液直接侵蚀基体.镀层生长受界面反应控制,镀层的线性生长导致形成较厚的镀层.     

Sb对锌液与X80钢表面润湿性影响的研究

目的通过添加不同量的Sb元素降低锌液表面张力,提升X80管线钢热浸镀锌可镀性及镀层质量。方法采用改良座滴法在450℃下进行润湿实验,利用轴对称液滴分析软件(ADSA),计算不同Zn-Sb合金熔体在X80钢基板上的接触角,得到450℃时Zn-Sb合金熔体表面张力。通过能谱仪和扫描电子显微镜对镀层表面及截面的微观形貌和组织结构进行分析。结果当Sb添加量为1.0%时,450℃下Zn-Sb合金表面张力约为0.63 N/m,随Sb含量的增加,表面张力逐渐减小,当Sb含量增加到4.0%时,表面张力达到0.46 N/m,远低于纯锌液的0.79N/m。同时,Zn-Sb合金熔体与X80钢的接触角也从最初的57°逐渐减小到43°。锌合金熔体与X80钢界面处形成铁锌化合物组成的连续反应层,且在反应三相线外存在前驱膜,前驱膜的形成使随后的合金液在其上铺展,促进了润湿。结论Sb的添加能有效降低锌液表面张力,减小Zn-Sb合金熔体与X80钢间的接触角。Sb的表面张力较小,倾向于在锌合金表面富集,其作为表面活性元素降低锌液表面张力,从而提高润湿性。     

Al-3P变质Al-Si合金的组织与力学性能（英文）

在740℃下采用Al-3P作为变质剂对Al-Si合金进行变质处理。利用光学显微镜、Image Pro Plus 6.0软件、扫描电镜和万能电子试验机研究硅含量(7、8、9、10和11,质量分数,%)及变质剂Al-3P加入量(0、0.1、0.3、0.6、1.0和1.5,质量分数,%)对合金显微组织与拉伸性能的影响。结果表明,当变质剂加入量为0.6%时,随着硅含量的增加,变质Al-Si合金中初晶α(Al)相的面积分数增加较多,这一结果可以通过Al-3P的变质引起非平衡共晶点的变化来解释。当合金中硅含量一定(Al-10Si)时,随着变质剂加入量的增加,Al-10Si合金中初晶α(Al)相面积分数先增加后减少。当添加0.6%Al-3P中间合金时,初晶α(Al)相的面积分数达到最大值。与未变质的Al-10Si合金相比,当加入0.6%Al-3P中间合金进行变质处理后,合金的抗拉强度和伸长率分别提高了2.3%和47.0%,拉伸断口呈现出明显的韧性断裂特征。     

Al-3P和Al-5Ti复合变质共晶铝硅合金的组织与性能

采用Al-3P和0.2 mass％Al-5Ti对共晶铝硅合金进行复合变质处理,并对复合变质前后共晶铝硅合金的显微组织和力学性能进行了分析和测试.结果 表明,Al-3P加入量和变质处理温度对共晶铝硅合金的显微组织和力学性能有明显影响.在700℃下采用0.6 mass％ Al-3P和0.2 mass％Al-5Ti对共晶铝硅...     

初晶硅的遗传特性及其溶解动力学

将Al-21%Si(质量分数)合金在750~1 200℃分别重熔保温20、40、60、80、100和120 min后铜模快冷及重熔保温120 min后空冷,采用光学显微镜观察分析合金中初晶硅形态与尺寸的变化,对Al-21%Si合金中的初晶硅的溶解动力学进行分析。结果表明:过热温度越高,初晶硅尺寸越细小。在铜模快凝条件下,在750和850℃重熔时,保温时间对初晶硅颗粒尺寸的影响较大;在950~1 200℃重熔时,保温时间对初晶硅颗粒尺寸基本没有影响。当合金空冷时,即使过热温度足够高也不能获得细小的初晶硅组织,较高的过热温度和较快的冷却速度有利于消除过共晶铝硅合金中粗大初晶硅的遗传现象和获得细小的初晶硅。短时重熔实验和溶解动力学分析表明,当合金在1 200℃重熔并保温7~10 min后就可以使Al-21%Si合金中的初晶硅基本溶解。当重熔温度为950℃时,需要保温1.4~1.7 h才能使初晶硅得到溶解。     

Cr对管线钢组织演变及耐蚀性能的影响

采用磁控电弧炉的方法制备了Cr含量(质量分数)分别为1%、2%、3%的X80钢样品,通过SEM、DSC、电化学试验、EDS、拉曼表征等手段测试Cr元素对微观组织以及耐蚀性能的影响。结果表明,微观组织中铁素体晶粒大小随着Cr含量的升高而降低,珠光体数量增多,从X80钢到2Cr钢的变化明显。低频0.01 Hz处的阻抗模量的值|Z|_0.01Hz随着Cr含量的增大而增大,随浸泡时间的延长而变小。当在3.5%NaCl溶液中浸泡进行1天时,3Cr试验钢的|Z|_0.01Hz值约为1315Ω·cm²,X80试验钢的|Z|_0.01Hz值约为910Ω·cm²;当浸泡到14天时,3Cr试验钢的|Z|_0.01Hz值约为800Ω·cm²,X80试验钢的|Z|_0.01Hz值约为470Ω·cm²。腐蚀介质以及腐蚀反应对钢表面的破坏,可以看到明显的点蚀坑。腐蚀产物主要有β-FeOOH、γ-FeOOH、α-FeOOH、Fe<...     

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。