常用耐锌蚀涂层基体金属材料与锌液反应机制的研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文常用耐锌蚀涂层基体金属材料与锌液反应机制的研究ResearchingonTheReactionMechanismofCommonCorrosionResistantZincCoatingBaseMetalMaterialinLiquidZinc作者：姚聪单位：材料科学与工程学院指导教师：李德元教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：大连华锐重工特种备件企业教师：赵维艳高级工程师单位：制造有限公司论文答辩日期：2015年3月1日学位授予单位：沈阳工业大学摘要在工业生产中，热镀锌工艺是

2、防止钢铁材料在自然中受到腐蚀最基本、最有效的方法之一。因为当钢铁构件经过热镀锌工艺处理后可以在空气、海水和土壤以及各种长期性腐蚀介质中都保持着优良的耐蚀性。所以，热镀锌技术已经广泛应用于人们衣食住行各个领域，在国民经济中占有很大的比重。热镀锌产品的人均消费量甚至在一定程度上标志着一个国家的人民生活水平，然而我国热镀锌的金属制品率还不足14%，远远落后于发达国家。造成我国热镀锌产业发展缓慢的主要原因就是熔锌腐蚀引起镀锌设备寿命短、成本高，生产效率低的问题。利用热喷涂的方法可以有效的防止镀锌设备中的沉没辊受到腐

3、蚀，因此寻找耐锌腐蚀的材料就显得尤为重要。本文主要研究常用耐锌蚀涂层基体金属材料与液锌的反应机制，利用等离子喷涂的方法以锌块为基体将钼粉、镍粉、钨粉制成金属涂层，同时也将铁粉制成金属涂层作为对比实验涂层，对4种涂层做了孔隙率分析和显微硬度的测定，其中镍涂层的孔隙率最低为3.13%，钨涂层的显微硬度最高为452HV，将4种涂层分别与液锌反应，利用金相显微镜测得这4种涂层与液锌腐蚀48h内的腐蚀速率，其中铁涂层的腐蚀平均速率为1μm/h，钼涂层的腐蚀平均速率为0.1μm/h，镍涂层的腐蚀平均速率为0.19μm/

4、h，钨涂层的腐蚀平均速率为0.075μm/h；利用扫描电子显微镜观察四种涂层受到24h与48h腐蚀后的组织形貌；利用能谱分析仪分析出这4种涂层在受到液锌腐蚀24h与48h后涂层周围和内部的元素分布，了解到锌液与4种金属的反应特点；利用X射线能谱分析仪测定4种涂层与锌液腐蚀24h与48h后的反应产物；通过以上分析，最后总结出了4种涂层受到液锌的腐蚀机制，其中铁涂层作为对比涂层最容易受到锌液的腐蚀，钼涂层和镍涂层在腐蚀过程中表现出了较好的耐蚀性，腐蚀速率较慢，产生的反应产物也较少。钨涂层在腐蚀过程并未与液锌发生

5、反应，但少量液锌侵入到钨涂层内部对钨涂层造成了孔蚀和裂纹腐蚀，使钨涂层发生剥离现象。关键词：热镀锌，等离子喷涂，金属涂层，失效机制IAbstractInindustrialproduction,hotdipgalvanizingprocessbecomesoneofthemosteffectiveandessentialmethodstopreventcorrosionofthesteelproductsinnature.Becausewhensteelcomponentsafterdealingwitht

6、hehot-dipgalvanizingtechnologycanbeintheair,waterandsoilaswellasavarietyoflong-termcorrosionmedium,maintainedexcellentcorrosionresistance.Therefore,thehot-dipgalvanizingtechnologyhasbeenwidelyusedinallareasofdailylife,accountforalargeproportioninthenationa

7、leconomy.Percapitaconsumptionofgalvanizedproductsandeventosomeextent,marksacountry'sstandardofliving,butofgalvanizedmetalproductsrateisstilllessthan14%inourcountry,farbehindthedevelopedcountries.ResultinginslowgalvanizingindustryinChinaismainlyduetocorrosi

8、oncausedbytheshortlifeofmoltenzincgalvanizingequipment,highcosts,lowproductivityproblem.Bythermalsprayingmethodscaneffectivelypreventsinkingrollgalvanizingequipmentfromcorrosion,solookingforzinccorrosion-resi