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不同浸镀温度对锌合金镀层组织的影响 自选课题

一、选题依据和课题背景随着我国工业化的发展，对钢材腐蚀问题的研究，在整个国民经济中具有重要 的经济意义。腐蚀会造成极大地经济损失，据统计，世界上每年因腐蚀而报废的金 属制品大约相当于金属年产量的三分之一，即使考虑在腐蚀报废的金属制品中有三 分之二可以回收，每年还有相当于年产量百分之十的金属被腐蚀损失掉了。何况， 金属腐蚀损失的价值不能仅仅以损失了多少吨金属来计算的。因为被腐蚀的报废金 属的制造价值往往比金属的本身价值高很多。 由此可见，为了节约钢材并保证生产的正常进行，必须相应的解决生产中存在 的钢材腐蚀的问题。长期以来人们与钢材腐蚀进行了一系列的斗争，创造了许多防 止钢材腐蚀的有效方法。这些方法概括起来有两大类：一类是合金防腐法；另一类 则是表面包层防腐法。 合金防腐法，例如把钢制成含有一定镍铬的不锈钢。由于此钢种的上产工艺复 杂，价格昂贵，所以它的普遍应用收到了限制。而表面包层防腐法，例如金属镀层， 非金属镀层(如涂漆、涂塑料)和非金属膜(如铬酸钝化和磷酸盐处理等) ,由于原 材料来源充足，制造容易且生产成本低。而热浸镀锌技术则是目前钢材腐蚀防护中 的一种最常用的重要技术， 钢板之所以进行热浸镀锌， 是因为锌在腐蚀环境中能 在表面形成耐腐蚀性良好的薄膜。它不仅保护了锌层本身， 而且也保护了钢基。所 以， 热浸镀锌可以大大延长钢板的使用寿命。 热镀锌能显著提高钢铁抗

大气腐蚀的能力，是钢铁防大气腐蚀的主要手段之一， 在工程中得到了广泛的应用。热镀锌是将处理后的钢铁在一定温度的熔融锌浴中浸 镀一定的时间，取出冷却后在表面获得一层美观且具有良好耐蚀性保护层的工艺。 随着热镀锌产品应用的多元化，对其性能提出了更高的要求，如应用于恶劣环 境下更高的耐蚀性、耐热性、可加工性、可涂漆性等。为此，开发了一系列高性能 的热镀锌合金镀层。镀锌层性能的改善是通过向锌浴中添加合金元素来实现的。它 不仅能直接有效地抑制圣德林效应( 钢中含一定量的Si 会显著增加Fe 和Zn 的反 应，并在Si 的质量分数约为0. 1% 和0. 4% 时出现反应峰值，致使得到超厚和粘附

性差的灰暗镀层)的发生，甚至能增强镀层的耐蚀性能，提高产品的经济效益。

1.1 热浸镀 Zn-Ni-Bi 合金热浸镀 Zn-Ni 合金镀层技术在批量热镀锌上的应用表明，在锌浴中添加 Ni,能 有效控制活性钢镀层中的 Fe-Zn 反应，抑制ζ 相的异常生长，减缓或抑制镀层的超

厚生长，获得较薄而光滑、粘附性好的镀层。这种方法在工业上被称为热浸锌镍合 金镀层技术。在该方法中，Ni 的添加主要是为了抑制 Si 含量小于 0. 25%( 质量分 数，下同) 的钢的活性，同时添加少量 Ni 可以改善非活性钢热镀锌层的外观质量。 锌浴中加Bi 可提高锌浴流动性，降低锌液的表面张力，使镀件浸镀后在提升过 程中表面的液态锌能够更好地流平。同时，Bi 对镀层的结构、附着性、钝化及耐白 锈性和涂装性等均无不利影响。Bi 可以降低锌渣的生成量，但它并不能抑制活性钢 的异常生长。 在锌浴中的作用与Pb 相似， Bi 但却没有Pb 的毒性。 由于国外对Pb 的 使用限制得越来越严格，使Zn、Bi 合金得到了越来越广泛的应用。Zn、Bi 合金浴 的特性，使热镀锌研究工作者自然地想到研究Ni 和Bi 联合作用的效果。Pedersen 通过对比实验研究了锌镍合金浴中加Bi的作用，结果表明，锌镍合金浴中添加Bi 并 没有明显的效果。 但Fratesi 4, [ 5等人总结了不同工厂的实验结果， 认为含Ni 0. 04%、 Bi 0. 1%左右的锌浴较单纯锌镍浴更佳，锌浴中的Ni 可以有效抑制圣德林钢的Fe、 Zn 反应，锌浴中的Bi 使镀浴的流动性更好，但对控制钢材热镀锌活性没有明显作 用。他们还发现，这种锌浴在过圣德林钢热镀锌时，Ni和Bi 的联合作用可以起到抑 制这类钢材的活性。Zn-Ni-Bi 合金技术在欧美国家的热镀锌企业中已经普遍的使 用。

1.2 热浸镀Zn-Mg 合金日本新日铁开发了Zn-0. 5% Mg 合金镀层钢板，其耐蚀性远高于镀锌板，且成 本无大变化，对生产工艺也不需要更高的要求。Zn-Mg 合金镀层具有银白色的表面

, 耐大气腐蚀方面也因为适量Mg 的存在而有了很大的改善，可以比镀锌板的耐大气腐 蚀性能高3 - 10 倍，尤其是当Mg 含量在0. 024% - 0. 084% 时耐腐蚀性能最好。 原因可能为，热浸镀锌中加Mg,主要是考虑到Mg 与Si 能生成稳定的Mg-Si 化合物， 该化合物能取代Fe-Si 化合物而直接抑制含Si 活性钢中的Fe-Zn 反应。另外，锌浴 中即使加入少量的Mg,也可降低锌合金熔点，这一特性也能间接抑制活性钢中的 Fe-Zn 反应。但是，当Mg 含量较高，达到0. 3% - 0. 5%时，反而会降低镀层的性

能，使镀层表面组织变厚、粗糙，外观变成乳白色，粘附性变差。而Mg含量一旦超 过0. 6%,镀层又开始减薄。高硅钢热浸镀Zn、Mg 合金时，由于Mg 与Si 能形成稳 定的Mg-Si 化合物，Mg-Si 取代Fe-Si 化合物，而直接抑制含硅钢的Fe-Zn 反应， 并且加入Mg 能降低锌浴的熔点，提高锌液的流动性，间接起到减薄镀层的作用。

1.3 热浸镀Zn-Sn 合金Zn-Sn 合金镀层针对一般热镀锌合金技术不能解决高活性钢( …… 此处隐藏：9160字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……