熔融金属腐蚀是最常见的材料失效形式之一,尤其是熔融锌及铝具有强烈的腐蚀性,与绝大多数金属或合金发生反应,形成铁锌合金和铁铝合金化合物,不断消耗金属中的铁,导致金属材料失效。热浸镀是预防金属腐蚀的有效方法之一。在热镀锌和热镀锌铝工艺条件下,锌锅中的沉没辊和稳定辊受到熔融金属的腐蚀和磨损,使用寿命很短,直接影响着产品质量和工作效率。采用热喷涂方法制备金属、陶瓷或复合材料涂层是一种可以提高这些构件寿命的途径,国内外也有一些应用的报道,但大多是涉及应用效果和工艺方法,而关于失效机理研究则较少。本文研究了碳化物陶瓷涂层和氧化物陶瓷涂层在锌液和锌铝液中的腐蚀过程,并根据实验结果改进了涂层材料的结构体系和成分变化,提高涂层的耐腐蚀性能。研究结果表明,WC-Co陶瓷材料在460℃的锌液中主要失效形式是扩散腐蚀,锌与粘结相钴化合形成CoZn₁₃（γ2）硬脆相。该相与涂层中各组分的弹性模量相差很大,在热应力作用下,涂层中产生较大的内应力,导致涂层开裂并失效;Cr₃C₂-NiCr陶瓷材料失效形式是涂层表面微小的孔洞存在,生成多孔疏松的Ni Zn₈（δ）相,将陶瓷相从涂层表层中剥离。优化后的WC陶瓷材料耐腐蚀性能有所提高,主要是加入了Cr、Mo、W等高熔点金属,使得锌和铝腐蚀扩散变得缓慢。研究结果表明,Cr、Mo、W平铺于粘结相表面,与陶瓷相连接在一起形成了“屏蔽效应”,有效的阻止了锌液和铝液的渗入,降低了与粘结相发生反应生成脆性化合物的速率。等离子喷涂Al₂O₃和Zr O₂陶瓷涂层在锌液和锌铝液中的失效机理是因为陶瓷涂层存在一定数量的孔隙,脆性较大,与基体的热膨胀系数差异性大。随着腐蚀时间的增加,在涂层表面首先形成细微裂纹,并逐渐向涂层内部开始扩展,但由于不是垂直于涂层的贯穿性裂纹,因此这些裂纹不会形成腐蚀通道。随着裂纹的继续扩展,涂层出现层状剥离的现象,尤其是与粘结层的剥离,是导致涂层失效的主要原因。由此可见,单一的Al₂O₃和ZrO₂陶瓷涂层难以具有良好的使用寿命,必须提高陶瓷涂层与粘结层的结合强度及陶瓷相的韧性。改进后的NiCoCr AlY/Al₂O₃和Mo/A1₂O₃梯度涂层由于减缓了界面处热膨胀系数的突变,使得界面处的应力集中减少,对裂纹的扩展起到延缓和抑制的作用,涂层抗裂性能增强。金属粘结层韧性好,微裂纹形核、扩展阻力大。在热震过程中,梯度涂层的热稳定性明显高于单一的Al₂O₃涂层,说明采用梯度涂层能减少涂层与基体热膨胀系数的差异,提高了涂层的疲劳寿命。在锌和锌铝液腐蚀过程中,NiCoCrAlY/Al₂O₃梯度涂层的失效形式仍为剥离失效。陶瓷涂层内的孔隙产生应力集中,形成裂纹源并迅速扩展。锌液沿着孔隙和裂纹进入到涂层内部,削弱涂层间的结合力,导致涂层失效。Mo/A1₂O₃梯度涂层主要失效原因是涂层中的孔隙和裂纹扩展,在其界面处结合薄弱部位Mo发生氧化,生成的氧化物削弱了涂层的结合力,导致涂层裂纹开始扩展并最终失效。