机械镀Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能研究

为了增强机械镀镀层的耐腐蚀性能,采用机械镀方法,以含铝5%(质量分数)的Zn-Al合金粉为原料,在Q235钢材基体表面制备了Zn-Al合金镀层。利用扫描电镜(SEM)表征了合金镀层的截面和断面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)分析了合金镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为;通过中性盐雾腐蚀实验分析了合金镀层的耐蚀性,并采用XRD分析了镀层的盐雾腐蚀产物。结果表明,Zn-Al合金镀层由葫芦状的Zn-Al合金颗粒交错互嵌堆积而成,镀层颗粒之间以类似隼接的连接方式搭接“卡锁”;与机械镀Zn层相比,Zn-Al合金镀层的腐蚀电位正移了209 mV,腐蚀电流密度仅为纯Zn镀层的7.1%左右,极化电阻为纯Zn镀层的14倍;Zn-Al合金镀层的容抗弧半径明显大于纯Zn镀层的弧半径,且Q_(dl)较纯锌层减小;纯Zn镀层出现白锈和红锈的时间分别为24和362 h,而Zn-Al合金镀层出现白锈和红锈的时间为48和504 h。Zn-Al合金镀层的耐中性盐雾腐蚀性能明显优于纯Zn镀层,合金镀层对电荷转移具有更好的抑制作用,且Zn-Al合金镀层的腐蚀产物结构致密,可增强物理屏蔽功能。

热喷涂Zn-Al合金防腐涂层技术的研究进展

热喷涂Zn-Al合金涂层技术是一项新发展起来的防腐技术。介绍了近年来分别利用火焰喷涂技术和电弧喷涂技术制备Zn-Al合金涂层及其喷涂材料的研究应用现状,分析了涂层的形成及其耐蚀机理,并展望了热喷涂Zn-Al合金涂层技术的发展趋势。

Zn-Al合金在长江水中的耐蚀性研究

研究了Zn、Al及Zn -Al合金在不同温度条件下的长江水和自来水中的腐蚀性能及电极电位变化规律 ;同时对锌、铝、锌铝合金在长江水和自来水中的平均腐蚀率进行了测定 .结果表明 :不论是在长江水、自来水中 ,Al很容易产生孔蚀 ,防腐性能较差 .Zn的腐蚀率太高 ,而Zn -Al合金电极电位和腐蚀率都较低 ,耐蚀性能最好 .

热浸Zn-Al合金镀层的研究进展

综述了近年来国内外对热浸Zn-Al合金镀层的研究,包括含Al量不同时镀层的组织与性能特点以及添加元素RE,Mg,Si的作用。介绍了Zn-5Al-RE、Zn-5Al-Mg、Zn-55%Al-1.6Si镀层和Zn-23%Al-Si镀层的组织结构、性能和防腐蚀机理及其应用场合以及Zn-Al合金镀层应用于批量热镀锌的研究与进展。

Al和RE对Zn-Al合金镀层组织和耐蚀性的影响

采用烘干溶剂法在Q235钢表面获得Zn-(0.02~5)%Al和Zn-5%Al-0.05%RE(质量分数)合金镀层,用光学显微镜和扫描电镜观察合金镀层的宏观形貌和表面、断面组织形貌,用能谱仪分析合金镀层的合金元素分布,分别用中性盐雾实验和全浸腐蚀实验研究合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明,锌浴中Al的质量分数为0.02%时,Zn-Al合金镀层的光亮度最好,随着Al含量增加光亮度下降;Zn-Al基合金镀层中,从外层的η相到接近钢基体的T相中,Zn含量逐渐减少,Fe和Al含量逐渐增加;随着镀浴中Al含量增加,热浸镀Zn-Al合金镀层的腐蚀速率减小;添加稀土元素能提高Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能。

Zn-Al合金先共晶相的形核与生长特性

采用定向凝固 液淬技术和金相定量分析 ,研究了铝的质量分数为 3 .0 %～ 2 8.4%的Zn Al二元合金先共晶固溶体相的析出规律。结果表明 ,先共晶富锌相和先共晶富铝相都具有瞬时形核特点 ,但生长规律不同。先共晶富锌 η相在形核后生长速度较快 ,随后逐渐减慢 ;先共晶富铝 β相或α相在形核后生长较慢 ,达到一定过冷度后迅速长大。β相除了通过包晶反应L +α→β依附于α相析出外 。

Zn-Al合金热型连铸定向凝固的晶体生长机理

对热型连铸条件下Ｚｎ－Ａｌ系列合金引锭时的晶体形核和随后的多晶体的竞争生长过程进行了探讨.组织观察表明：单向热流条件下引锭端部生核的晶粒当其枝晶择优生长方向与热流方向一致时才能生长，其它取向的晶粒逐渐被淘汰．合金的凝固特性对选晶过程有极大的影响． ＺＡ５和 ＺＡ８合金由于凝固范围窄，晶体直接由引锭端部的晶粒通过竞争生长获得往状晶组织ＺＡ１２， ＺＡ２２和 ＺＡ２７含 Ａｌ量高．凝固范围宽，其平行柱状晶组织是从引锭端部的等轴晶区发展而来的·

Zr对Zn-Al合金阻尼性能影响的研究

研究了微量Zr对Zn Al合金阻尼性能的影响 ,用电阻炉石墨坩埚熔炼了Zn Al合金和Zn Al Zr合金 ,对合金的显微组织进行了金相观察 ,用X射线衍射法进行了相结构分析 ,测量了铸态和淬火态在不同温度及频率的内耗。结果表明 :添加微量Zr可以细化合金的铸态组织 ,但并不改变合金的相结构 。

一种具有球晶组织的半固态Zn-Al合金钎料

通过熔炼、浇注以及等温热处理的方法制备了具有球晶组织的Zn-Al合金,并采用重熔实验、等温压缩实验和振动辅助半固态钎焊实验研究了半固态Zn-Al合金的固相率与温度的关系、压缩变形行为以及作为钎料的可钎焊性。结果表明:半固态Zn-Al合金在压缩变形时,具有较强的抗变形能力;作为钎料,在钎焊过程中其固相率能控制在(64±5)%范围内,所得钎焊接头中仅在钎缝边缘处界面上有少许氧化膜残留,而其他区域界面上的氧化膜都被彻底去除。

Ti对Zn-Al合金薄膜耐腐蚀性能的影响

应用组合材料芯片技术,以离子束溅射法在低碳钢基片上制备了不同Ti掺杂量的Zn-Al-Ti薄膜(Al和Zn质量分数分别为55%和45%)样品阵列.沉积得到的多层薄膜经低温扩散和高温晶化形成合金薄膜.以电化学方法测定合金薄膜在浓度(质量分数)为3.5%的中性NaCl水溶液中的耐蚀性能,并进一步研究了优选出的组分的耐蚀性.结果表明,Ti的适量掺杂可使合金薄膜的耐蚀性能明显提高.其中,Ti的质量分数在6%左右时耐蚀性能最佳.采用XRD及SEM对6%Ti的合金薄膜的相结构和表面形貌进行了表征,并与未掺杂Ti的薄膜进行了比较.此外,分析了Zn-Al-6%Ti合金薄膜的腐蚀机理,为进一步优化薄膜体系提供了依据.

稀土对Zn-Al合金组织和性能的影响

本文研究了稀土对ZnA122和ZnA127两种合金组织和性能的影响。试验结果表明,在该两种合金中分别加入适量的稀土混合物后,可细化其铸态组织和缩短获得等轴细晶的固溶处理时间;同时使超塑性能、室温和高温强度、以及耐腐蚀性能都有大幅度的提高。

热循环频率对铸态Zn-Al合金相变超塑性的影响

用恒载荷蠕变法研究了热循环频率对质量分数为 5 %的铝的铸态Zn Al合金相变超塑性的影响。研究结果表明 ,在温度为 2 0～ 35 0℃循环条件下进行拉伸时 ,铸态Zn Al合金的延伸率能超过 10 0 % ,呈现相变超塑性特征。改变热循环频率对铸态Zn Al合金的相变超塑性有很大影响。若保持循环温度和外加载荷不变 ,随着热循环频率的提高 ,铸态Zn Al合金的相变超塑性延伸率增大 ,而准稳态蠕变阶段的应变速率则有所降低。Zn Al铸态合金的这种相变超塑性与共析相变过程中新、旧相间的界面行为有很大关系 ,相变过程中产生的内应力在外应力的偏置作用下使新、旧相界面间的Zn Al合金发生牛顿粘滞性流动 ,而界面间的原子扩散对热循环中Zn Al合金的变形起着重要的协调作用。

快速凝固Zn-Al合金胞状分解研究

通过DSC研究发现,快速凝固Zn-Al合金等温时效过程中胞状分解比铸态提前,结合XRD分析结果可知,合金等温时效过程中,调幅分解和胞状分解并行发生,时效15min后胞状分解结束,紧接着发生共析反应。伴随着胞状分解的完成合金显微硬度曲线在15min时出现峰值。利用TEM分析对胞状分解过程进行了跟踪观察。

Zn-Al合金镀层耐蚀性研究

在碱性锌酸盐镀锌液中加入氧化铝和自制添加剂,获得了光亮Zn-Al合金镀层.采用中性盐雾实验、5%氯化钠溶液浸泡实验、电偶腐蚀实验、循环伏安曲线图和Rp-t曲线对Zn和Zn-Al合金的耐蚀性进行了探讨,结果表明,Zn-Al合金镀层的耐蚀性优于锌镀层的耐蚀性,可用作钢铁件高耐蚀性镀层.

Al含量对Zn-Al合金超塑性的影响

用恒载荷和恒夹头速度蠕变法研究了Zn 2 .5Al、Zn 5Al和Zn 10Al合金的超塑性。研究表明 ,Zn 5Al共晶合金的超塑性优于亚共晶合金Zn 10Al及过共晶合金Zn 2 .5Al,其优异的超塑性来源于细密的层片状共晶组织 (α +β)。Zn 5Al合金的组织全部为 (α+β)共晶体 ,变形抗力低 ,晶界滑移均匀 ;Zn 10Al合金的α/ β界面较Zn 5Al的少 ,超塑性也不如Zn 5Al的好 ;Zn 2 .5Al合金的组织为 (α +β) +β,(α +β)共晶体主要包含α/ β界面 ,超塑变形时易滑移 ,先共晶的 β相包含β/ β界面 ,超塑变形时不易发生滑移。随着拉伸速度的减小 ,合金的流变应力减小 ,延伸率增大。轧制变形量大的合金 ,其超塑性也好。

热浸镀Zn-Al合金钝化工艺及耐蚀性能研究

在钢板热浸镀Zn-5%Al合金表面制备了钼酸盐钝化膜,探讨了溶液pH、θ及t对钝化膜性能的影响。采用电化学方法对钝化膜耐腐蚀性能进行测试。结果表明,Zn-5%Al合金钝化膜阳极极化曲线呈现钝化特征。用扫描电镜对钝化膜的表面形貌进行观察,发现钝化膜呈片层状结构,用环境扫描电镜配套的能谱仪对钝化膜成分进行分析,结果表明钝化膜由Mo、P、O、Zn和Al等元素组成。

连续热浸镀Zn-Al合金镀层表面龟纹研究

连续热浸镀锌常在锌浴中添加Al元素,以获得所需的镀层,满足工业应用。当Al含量在一定量的范围内,镀层表面出现"龟纹"(网格状)现象,影响镀层表面质量。在锌锅Al的质量分数(名义成分)为2.2%、2.4%、3.3%、4.2%、4.8%和5.2%时,连续热浸镀层均出现了龟纹。通过光学显微镜、扫描电镜能谱仪对出现龟纹的Zn-Al合金镀层表面形貌、成分和截面微观组织进行了分析。结果表明:树枝晶η-Zn相的形核和长大是形成宏观上龟纹结构的主要因素;Al含量的变化直接影响龟纹的大小,Al含量越低,龟纹越明显,Zn-2.2%Al镀层的龟纹最明显;龟纹区显微组织呈现明显地凹凸不平,其中Zn-4.8%Al龟纹区域相对比较平坦,龟纹最不明显。

热浸Zn-Al合金镀层的助镀工艺和显微组织特征

简述了热浸Zn-Al合金镀层的助镀工艺和性能评价指标特点,论述了钢材热浸镀Zn-Al合金镀层的组成及形成过程,分析了钢中Si、Mn、P等常存元素对Zn-Al合金镀层中金属间化合物形成的影响,指出了热浸Zn-Al系多元合金镀层今后的研究方向。

Zn和Zn-Al合金涂层模拟海洋大气加速腐蚀实验研究

根据西沙地区典型的热带海洋大气环境腐蚀的特点,建立了实验室模拟西沙海洋大气腐蚀的干湿循环交替加速腐蚀方法。通过实验室干湿循环交替加速试验研究,并结合腐蚀动力学特征、腐蚀产物及腐蚀电化学参数分析,探讨了Zn涂层和Zn-Al合金涂层在我国典型热带海洋地区大气暴露实验结果和室内加速腐蚀实验结果的相关性。结果表明:Zn涂层和Zn-Al合金涂层室内外腐蚀实验结果具有较好的相关性,可通过干湿循环交替加速实验模拟两种涂层在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为,并对其在该地区的长期暴露试验结果进行一定程度的预测。

Zn-Al合金半固态挤压成型试验研究

采用机械搅拌法获得Zn-Al合金半固态浆料,随后直接将其压入模腔实现半固态挤压成型.研究了半固态等温温度、搅拌速率和挤压力对成型件质量的影响.结果表明,半固态等温温度控制在415～420℃间、搅拌速率1000r/min和5～10MPa的挤压力的条件下,可获得初晶以等轴状为主的显微组织.