溶剂法热镀Zn-Al合金界面反应研究

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热浸镀锌是一种成本低廉、耐蚀性好的防护方法。热浸镀层耐蚀性能取决于界面层相组成、微观结构及热镀合金。热浸镀Zn-Al合金镀层其界面层相组成为Fe-Al金属间化合物。研究其界面层形成特点对于进一步提高其性能具有重要意义。本文采用溶剂法在430℃530℃温度范围内以Q235钢为基体制备了热浸镀Zn-Al合金镀层,利用扫描电镜、X射线衍射仪研究了浸镀温度、锌浴中Al含量等对合金镀层界面层相组成及微观组织的影响。运用高温润湿性能测量研究了试验温度及锌浴中Al含量等对Zn-Al合金与钢基体间润湿性能的影响。研究结果表明:Zn-Al合金与钢基体的润湿性能好坏取决于合金成分,与实验温度关系不大。随Al含量的增加Zn-Al合金与钢基体初始润湿角度逐渐变大,润湿速度逐渐变慢。随温度升高Zn-Al合金与钢基体初始润湿角变化不大,但润湿速度逐渐加快。溶剂法热浸镀Zn-Al合金界面层微观组织形貌主要为片状及椭球状。其中片状组织为FeAl3相,椭球状组织为Fe2Al5相。热浸镀Zn-Al合金界面反应优先产生FeAl3相,然后FeAl3相逐渐转变为Fe2Al5相。锌浴中Al元素含量越高,界面层中FeAl3相存在的时间越长。当锌浴中Al含量较低(小于1%)时,热浸镀温度对界面层厚度影响不大,变化幅度仅为0.83μm左右;当锌浴中Al含量为5%(Galfan)时,界面层厚度值随温度近似呈两条线性规律变化。热浸镀温度为430℃490℃时,Galfan合金界面层厚度随温度变化规律为y1=0.05T-32。热浸镀温度为490℃530℃时,Galfan合金界面层厚度随温度变化规律y2=1.02T-497。当浸镀温度较低时,随锌浴中Al含量的增加其界面层厚度无明显差别;当浸镀温度较高时,随锌浴中Al含量的增加,界面层厚度逐渐增加。说明在高温阶段,影响界面层生长的主要因素为Al含量。
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