znfe和znfesi固态扩散偶及znfes三元系相图的研究

《znfe和znfesi固态扩散偶及znfes三元系相图的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要热浸镀锌是金属防护的一种经济，有效的方法。钢中含有的硅会导致圣德林效应，严重影响镀层质量。对圣德林效应机理的解释和控制，全世界科研工作者都做了大量的研究，但目前仍然没有得到澄清。热浸镀锌反应剧烈，过程复杂，其反应机理和生长动力学很难控制和理解。基于此，采用固态扩散偶技术进行这方面的研究就具有极大的价值。本工作经过大量的探索，最终选定夹具法制作扩散偶。运用此方法制作了Zn/Fe和Zn/Fe-Si固态扩散偶，通过分析其380℃下的扩散显微组织，找出Zn-Fe合金层生长动力学规律以及不同硅含量对Zn-Fe合金层生长情况和形貌的影响。实验发现

2、，采用夹具法制作扩散偶能形成各自的反应层。无论Zn/Fe还是Zn/Fe-Si扩散偶，最先形成的是ζ相，扩散层总厚度，ζ相和δ相厚度均随保温时间的延长而变厚。Г相是δ相和钢基之间非常薄的一层平面相，在整个过程中没有明显变化。在Zn/Fe扩散偶中，延长保温时间，δ相生长速度显著增加，ζ相，δ相和Г相都呈连续的层状。扩散时间＜5小时，扩散区域由三层组成：ζ相，δ相和Г相。扩散达到五小时后，ζ变得非常薄，δ相几乎占据整个扩散层的厚度。在Zn/Fe-Si扩散偶中，硅的加入极大的促进ζ相的生长，使其厚度剧增，δ相的生长被抑制，刚开始只是少量的突出物，

3、5小时后才呈连续的锯齿状。在短时(＜2小时)扩散，硅含量为0.1wt％左右时，扩散层总厚度比Zn-Fe扩散偶的大大增加，硅含量为0.3wt％左右时，二者厚度相差不大；在长时(≥2小时)扩散下，硅的加入极大的增加扩散层总厚度，比Zn/Fe扩散层厚十多个微米。热镀锌中硫的存在会消耗合金中的主要强化元素，对镀层造成弱化与脆化的双重危害。选用高纯度的原材料，在特制的模具上压制了八个合金样品，运用扫描电镜和能谱仪以及X射线衍射仪测定了Zn-Fe-S三元系450℃等温截面。结果表明：在450℃，该截面中没有三元相，所有的二元相都和ZnS相平衡，ZnS

4、相在450℃稳定存在并且有一个比较宽的成分区间，锌在铁的两种硫化物中几乎不固溶，硫在Zn-Fe合金中的固溶度可以忽略不计。在450℃该截面总共有8个三相平衡。关键词：热浸锌；圣德林效应；扩散偶；相平衡；Zn-Fe-S三元系。-I-AbstractHot-dipgalvanizingisaneconomicandeffectivewayofmetalsurfaceprotection.SiliconinthesteelresultsintheSandlineffectandaffectsthecoating’squalityseriousl

5、y.Despiteforthepilesofworkdonebytheresearchersoftheworld,thecauseofthemicrostructuraldevelopmentinthecoatinglayeronSisteelsisasubjectofcontroversyanddebate.Duetothecomplexityofgalvanizing,itishardtocontrolandunderstandthereactionmechanismandgrowthdynamicsforit.So,studying

6、theproblembythemeansofdiffusing-couplesissignificant.Afteranumberofexperimentalmethodsweretryed,TheZn/FeandZn/Fe-Sidiffusioncouplesmadebyclampswereadopted.Byanalysingthemorphologyofthediffusioncoatingsat380℃,theruleofZn-Fealloylayers’growthdynamicsaswellastheinfluenceindu

7、cedbysiliconwerestudied.Theexperimentalresultsshowthatdifferentlayersareformedbyclampingmethod,andthefirstlayeristheζphase,nomatterintheZn/FeorintheZn/Fe-Sidiffusioncouples.Thetotalthicknessofthediffusionlayers,thethicknessoftheζphaseandthethicknessoftheδphaseincreasewith

8、thetime.Especially,theГphasewhichappearsbetweentheδphaseandthesteel,hasbeenthinallthetime.IntheZ