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熔融锌液对金属材料的腐蚀一直是热镀锌行业中最难解决的问题,因而,目前热镀锌工业中普遍采用陶瓷锌锅,以减少液态锌对锌锅的腐蚀。但是由于陶瓷材料导热性差,无法像铁锅那样采用外加热,故陶瓷锌锅多采用内加热方式。 目前内加热器的外套管还没有找到理想的材料,既具有优异的耐熔锌腐蚀性能,又具有良好的高温力学性能,因而内加热技术的应用和推广受到了很大的限制。本文从铁基金属材料出发,对耐熔锌腐蚀合金的制备进行了研究。 本文通过对Fe-Al-B合金的研究,发现其中的B和Al元素对材料的耐腐蚀性能和高温力学性能都有很大的影响,通过对合金成份的优化,确定了合金中B和Al元素的含量。Fe-Al-B三元合金具有较好的耐熔锌腐蚀性能,Fe-B共晶组织的存在,增加了锌原子在合金中的扩散路径,降低了锌液对合金的腐蚀速度。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜对合金中锌液中的腐蚀界面进行了观察和分析,发现合金在液态锌中的腐蚀为晶间腐蚀,锌原子在合金中的扩散以晶界扩散为主,锌液主要与合金中的α相发生反应生成Fe-Zn金属间化合物,其熔点较低,很容易向高温的液态锌中溶解,致使网格状的铁硼共晶组织在锌液的冲刷下折断,并向锌液中漂移。 文中对锌铁反应的热力学和动力学过程进行了分析,结果表明,锌液对铁基合金的腐蚀是一个自发的过程,腐蚀速度受多种因素的影响。降低合金的自由能是提高合金耐腐蚀性能的关键因素。 向Fe-Al-B三元合金中加入C、Ti或V元素后,合金的组织得到了细化,并且在合金内生成了大量的弥散分布的TiC或VC颗粒,提高了合金的抗弯强度和高温力学性能。继续向合金中加入Mo、W元素后,在合金中生成了耐熔锌腐蚀性能很好的高钼高钨相（MoW）2FeB2,该相分布于合金的晶界处,对锌原子在合金中的扩散起到了阻碍作用,从而减缓了锌液对合金的腐蚀速度。 对该铁基多元合金制成的内加热器在热镀锌车间进行工业化试验,试验结果表明,加热器可以在锌液中稳定工作长达半年之久,该合金材料具有耐熔锌腐蚀性能及良好的高温力学性能,完全能够满足热镀锌工业中的应用。