Mg含量对热浸镀Zn-Al合金界面组织的影响

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1、分类号：TG178密级：公开UDC：620编号：201431804026河北工业大学硕士学位论文Mg含量对热浸镀Zn-Al合金界面组织的影响论文作者：霍镜亮学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：材料工程指导教师：武建军职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsEngineeringEFFECTSOFMgCONTENTONINTERFACEMICROSTRUCTUREOFHOTDIPPEDZn-AlALLOYbyH

2、uoJingliangSupervisor:Prof.WuJianjunMay2017摘要热浸镀是一种高效的防腐蚀技术，在钢铁保护领域得到了广泛应用。随着钢铁材料使用环境的复杂多样化，热浸镀Zn与Zn-Al镀层已经无法满足当前的性能要求。Zn-Al-Mg合金凭借其优异的耐腐蚀性成为了国内外钢铁热浸镀技术研究的热点。热浸镀后，Zn-Al-Mg合金镀层由反应层和自由凝固层两部分组成，适当的反应层组织是保证镀层质量与耐腐蚀性能的关键因素。本文以Zn-5Al合金为基础添加适量Mg元素作为镀液进行热浸镀实验，对热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层试样反应层的组织

3、结构进行了观察研究，并且对反应层的显微硬度，镀层的结合力进行了检测与分析。反应层的组织由Fe4Al13与Fe2Al5Zn0.4组成，Mg元素不与Fe-Al化合物反应形成新的物相。反应层的厚度随着浸镀温度的提高而增大。随着Mg含量的增加，反应层厚度减薄，Fe4Al13相增多，晶粒尺寸减小，镀层与钢基体界面趋于平直。当Mg含量大于3%时，反应层中疏松的Fe4Al13相增多从而形成沟壑状组织与裂纹。热浸镀时，Mg元素促进Fe4Al13相形核与生长。反应层的生长主要受反应扩散控制，随着Mg含量的增加，反应层的生长速率常数减小，Al原子在Fe-Al化合物中

4、的扩散激活能增大。Mg元素的加入，改变了Fe-Al化合物的晶格常数，使Fe-Al化合物产生晶格畸变，抑制了Fe2Al5Zn0.4相的生长。随着Mg含量的增加，反应层的显微硬度提高。当Mg含量大于2.5%时，反应层的组织均匀性变差。Mg含量小于1%时，镀层的粉化量较小，镀层与钢基体结合性能较好。关键词：热浸镀，Zn-Al-Mg合金，界面组织，Fe-Al反应，镀层结合力IABSTRACTAsahighefficientanti-corrosiontechnology,hot-dippingiswidelyusedfortheironandsteelp

5、rotection.ThepropertiesofthepureZnandZn-Alcoatingshotdippedonironandsteelmaterialsneedtobeimprovedduetothecomplexnaturalenvironment.Hot-dippedZn-Al-Mgcoatingshavebecomeahotspotbecauseoftheirexcellentcorrosionresistancerecently.Hot-dippedalloycoatingsarecomposedofthereactionla

6、yerandthesolidifiedlayer.Anappropriatereactionlayeristhekeytoensurethequalityandcorrosionresistanceofthecoating．Inthispaper,theZn-5AlalloywasusedasastartingmaterialwithdifferentMgadded.Themicrostructure,microhardnessandbondingforceofthehot-dippedZn-Al-Mgcoatingswereinvestigat

7、ed.ResultsshowedthatthereactionlayersconsistofFe4Al13andFe2Al5Zn0.4,andnoobviousnewphaseisfoundwhichindicatesthatMgdosenotreactwiththeFe-Alcompounds.Thethicknessofthereactionlayerincreasedwiththeincreasingofthedippingtemperature.However,theincreaseoftheMgcontentresultedinthei

8、ncreaseoftheFe4Al13phase,thedecreaseofgrainsizeandthestraightnessofi