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热浸镀锌技术广泛应用于钢件防腐。大量用于一般热浸镀锌的钢结构件含有较高的硅,由于硅反应性(即Sandelin效应)的存在,严重影响镀锌层的质量,这一问题成为热镀锌行业亟待解决的难题。本文利用光学显微镜、SEM、SEM-EDS、SEM -WDS系统地研究了镍和钴对Q235和Q345钢镀层的组织、生长动力学和耐腐蚀性能的影响。研究结果表明,当锌浴中的镍或钴加入量超过0.05 wt%后,可以完全抑制Q235钢的硅反应性,起到减薄镀层的作用。但对于Q345钢,即使加入0.3 wt%的量也只能部分抑制硅反应性。通过扫描电镜分析镀层的显微组织,发现Q235钢在含镍或钴的锌浴中形成的镀层组织的共同点是:中间相除了δ、ζ两相外还观察到了Γ相;相对于纯锌浴,ζ变薄,δ变厚;不同点是:加镍镀层在ζ、η相界分布一层Τ(Zn-Fe-Ni)相粒子,δ厚度超过ζ厚度;加钴镀层的ζ相层分为致密的ζ相层和富钴的ζ相层,δ厚度小于ζ厚度。对于Q345钢的各种锌浴镀层组织,中间相主要由δ、ζ两相构成,同时分布一定量的Diffused-Δ;整个中间相层绝大部分为ζ相。对于硅含量低于0.2%的活性钢,镍抑制硅反应性的原因在于镍富集于ζ-η相界,形成了Zn-Fe-Ni三元Τ相,从而改变了ζ晶粒长大的进程,同时又起到了阻挡液锌与δ相接触的作用,抑制了硅反应性。利用波谱分析了钴和硅在镀层中的分布情况,发现在锌浴中加入一定量的钴后,镀层组织中疏松ζ层转变成与液相直接接触的富钴ζ相和由消耗δ相生成的致密ζ相。致密的ζ相层阻止液相和δ相的直接接触。富钴ζ相可容纳大约0.25 wt % Si,避免在固液界面产生硅的富集,液相通道消失,抑制了含硅钢热浸镀锌时硅反应性的产生。5%NaCl溶液浸泡实验和电化学极化实验结果研究表明,锌浴中加入镍或者钴后,镀层的抗腐蚀性能有所提高。这主要是由于加入镍或者钴后,一方面在镀层中形成了富镍层或者富钴层,对镀层起到屏障作用,另一方面有利于抑制腐蚀初期生成的Zn(OH)2或ZnCl2·4Zn(OH)2水解成为电导率较大的ZnO,提高了镀层的抗腐蚀性能。