溶剂法热镀Zn-Al合金界面反应研究

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1、分类号:TG174密级：UDC：620编号：201431804015河北工业大学硕士学位论文溶剂法热镀Zn-Al合金界面反应研究论文作者：王雅伟学生类别：全日制学科门类：工程硕士学科专业：材料工程指导教师：曹晓明职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsEngineeringSTUDYOFTHEINTERFACEREACTIONDURINGHOT-DIPZn-AlALLOYBYSOLVENTMETHODbyWangYaweiSupervisor:Prof.Cao

2、XiaomingMay.2017摘要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

3、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0.8~3μm左右；当锌浴中Al含量为5%（Galfan

4、）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。关键词：热浸镀界面层润湿性能溶剂法Zn-Al合金热浸镀温度IABSTRACTHotdipgalvanizingtechnologyisakindofprotectio

5、nmethodwithlowcostandexcellentcorrosionresistance.Thecorrosionresistanceofhotdipgalvanizedcoatingsdependsonthecompositionoftheinterfaciallayer,themicrostructureandthehot-dipalloy.Inthehot-dipgalvanizedZn-Alalloycoating,theinterfaciallayercompositionisFe-Alintermetalliccompound.Itisimportanttostu

6、dythecharacteristicsofitsinterfaciallayerformationtofurtherimproveitsperformance.Inthispaper,hot-dipZn-AlalloycoatingwaspreparedbyusingQ235steelasthesubstrateinthetemperaturerangeof430℃~530℃.Scanningelectronmicroscopy(SEM)andX-raydiffraction(XRD)wereusedtoinvestigatetheeffectsofhot-diptemperatur

7、eandAlcontentonthephasecompositionandmicrostructureoftheinterfaciallayer.TheinfluenceofthetesttemperatureandtheAlcontentinthezincbathonthewettabilityoftheZn-Alalloyandthesteelsubstratewasstudiedbyusingthehightemperaturewetti