论文部分内容阅读
随着钢铁连铸技术和低合金高强度钢的普及应用,大量用于热镀锌钢结构件的钢材都含有较高含量的硅。含硅镇静钢和半镇静钢在常规热浸镀锌时的镀层经常会出现超厚、灰暗且粘附性差等问题。本文系统研究了在五种含锡锌浴(含锡量分别为1wt%、3wt%、5wt%、7wt%和12wt%)和纯锌浴中浸锌后,各种含硅钢(含硅量分别为0.06wt%、0.09wt%、0.14wt%、0.24wt%和0.37wt%)镀层的组织与生长动力学规律。并探讨了锌浴加锡对含硅钢热浸镀锌镀层的耐腐蚀性能的影响。
研究结果表明,在锌浴中加入一定量的锡以后,可抑制活性钢的镀层的超厚生长,特别是硅含量大于0.30wt%的高硅活性钢。当锡的含量小于5wt%时,抑制效果随锡量增加而增加,当锡的含量大于5wt%时,抑制效果随锡量增加不再明显增加。
通过扫描电镜分析镀层的结构,发现锌浴中加锡后,镀层的组成相没有发生变化,仍然由δ层、ζ层和η层组成。锌浴中加入5wt%的锡以后,活性钢镀层的ζ层的过厚生长得到了明显的抑制,ζ层显著变薄并由疏松的碎块状变为排列整齐的柱状晶。δ层则变厚而且非常致密。随着浸锌时间的延长,δ层会逐渐变厚,并在整个镀层厚度中所占的比例逐渐变大。
研究发现,锡主要分布在镀层的η相层中并在η相层中形成富集(含Sn量可达15wt%~30wt%),而铁锌合金层中只含有少量锡(<2wt%)。这表明镀层生长过程中铁锌合金层向外排锡,因而在ζ相前沿的液相锌中形成一个阻碍铁锌互扩散的富锡区,起到抑制镀层快速生长的作用。
对含硅(0.37wt%)活性钢镀层在5%NaCl溶液中的浸泡试验和盐雾试验表明,在锌浴中加入锡以后,镀层的耐腐蚀性能稍有下降,特别是在腐蚀的前期,镀层的腐蚀失重会随着锡含量的增加而增加。由于镀层的η层为锌锡共晶组织,锡相为电位较正的相,可加快锌相的电化学腐蚀。所以锡的加入在腐蚀的早期加快了镀层的腐蚀。
在盐雾试验中,加锡与不加锡镀层的腐蚀产物均为ZnCl2.4Zn(OH)2和ZnO,其在镀层表面形成一层较厚而粘附牢固的腐蚀产物膜,对镀层可以起到有效的保护作用,所以其腐蚀速率会越来越小,在腐蚀的后期,加锡镀层的腐蚀速率与不加锡镀层逐渐趋于一致。当对试样进行钝化处理以后,其腐蚀程度就会大大降低。