本文關(guān)鍵詞：金屬表面涂敷低熔點材料的組織與性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：眾所周知,在自然和特殊環(huán)境中鋼鐵的腐蝕損失是無比巨大的。國內(nèi)外常采用熱浸鍍鋅作為防止鋼結(jié)構(gòu)件腐蝕的方法,在空氣干燥、潔凈的環(huán)境中,熱鍍鋅層對鋼鐵結(jié)構(gòu)起著隔離保護和陰極保護的作用,防護時間可達(dá)十幾年甚至幾十年,被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的多個領(lǐng)域。但是,當(dāng)這些鋼結(jié)構(gòu)長期處于酸雨腐蝕環(huán)境下,會使起保護作用的熱鍍鋅層發(fā)生電化學(xué)腐蝕,導(dǎo)致熱鍍鋅層對鋼鐵表面的防護時間大大縮短。而傳統(tǒng)的熱鍍鋅工藝適用于含硅量比較低的沸騰鋼,但是該技術(shù)應(yīng)用到硅含量較高的活性鋼時,常常會出現(xiàn)圣德林效應(yīng),即鋼中過高的硅含量會明顯提高Fe-Zn的反應(yīng)活性。高硅活性鋼鍍件在熱浸鍍時,會出現(xiàn)表面光潔度不高、厚度增大不均勻以及粘附性差的鍍層,降低鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量,加大鍍鋅的生產(chǎn)成本。針對熱浸鍍鋅在酸雨環(huán)境中的腐蝕行為和高硅活性鋼的圣德林效應(yīng),本課題擬研究一種低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金,并將該合金用于活性鋼表面的熱浸鍍鍍層,并探索合金及其鍍層的微觀組織結(jié)構(gòu)、機械性能測試、電化學(xué)腐蝕以及在模擬酸雨溶液中的腐蝕行為等。通過對Zn-Al-Sn-Bi合金及其在鋼鐵表面熱浸鍍鍍層的研究分析得出:在Zn中添加Al、Sn和Bi元素后,Zn-Al-Sn-Bi合金試樣的顯微組織很明顯得到細(xì)化,晶界間的析出物分布更加均勻,隨著Sn含量的增加,Zn-Al-Sn-Bi合金的硬度和抗拉強度明顯提高,平均腐蝕速率和自腐蝕電流密度都呈現(xiàn)先減小后上升的趨勢;當(dāng)Al和Bi含量一定而Sn含量為5%時,即Zn-15Al-5Sn-0.1Bi合金金相組織為等軸晶加細(xì)小的球狀晶和骨骼狀或蠕蟲狀晶粒,均勻而細(xì)密的金相組織對合金的強度和耐腐蝕能力具有很好的支撐作用,其硬度和抗拉強度最高,平均腐蝕速率達(dá)到最好狀態(tài),自腐蝕電流密度最小,力學(xué)性能和耐腐蝕性能良好。熱浸鍍鍍層在加入Al、Sn、Bi元素后,合金鍍層厚度顯著降低,鍍層的組織得到了一定的細(xì)化,ζ相異常生長的圣德林效應(yīng)得到抑制;當(dāng)Al和Bi含量一定時,隨著Sn元素的加入,合金鍍層厚度呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢,ζ相的生長呈現(xiàn)先減慢后加快趨勢;當(dāng)Sn元素含量為5%時,即Zn-15Al-5Sn-0.1Bi合金鍍層厚度薄而均勻,該晶粒最為細(xì)小,排列相當(dāng)整齊,晶界間的析出物也比較少且均勻,沒有明顯的缺陷,對基體起著很好的保護作用;Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層在模擬酸雨中的腐蝕行為和電化學(xué)腐蝕狀況和其合金的情況基本一致,如上所述,其中Sn含量為5%時的Zn-15Al-5Sn-0.1Bi的平均腐蝕速率和腐蝕電流密度最小,耐腐蝕性能最好,合金鍍層的腐蝕產(chǎn)物均勻地覆蓋于鍍層表面,沒有明顯的缺陷,腐蝕層致密而牢固,從而隔絕氧化,且有效地阻礙腐蝕液向基體繼續(xù)滲入,延緩腐蝕。
【關(guān)鍵詞】：熱浸鍍 低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金 組織結(jié)構(gòu) 耐腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-27
• 1.1 引言10-11
• 1.2 熱浸鍍在金屬腐蝕防護的應(yīng)用11-19
• 1.2.1 熱浸鍍鍍層的種類11-15
• 1.2.2 熱浸鍍鋅工藝的分類15-16
• 1.2.3 合金元素對熱浸鍍鋅的作用機制16-17
• 1.2.4 浸鍍溫度和時間熱浸鍍鋅鍍層的影響17-19
• 1.3 熱鍍鋅鋁合金鋅層研究進展及發(fā)展趨勢19-22
• 1.3.1 熱鍍鋅鋁合金鍍層研究進展19-21
• 1.3.2 熱鍍鋅鋁合金鍍層的發(fā)展趨勢21-22
• 1.4 熱浸鍍鋅尚且存在的問題22-25
• 1.4.1 基體表面前處理過程復(fù)雜22-23
• 1.4.2 高硅活性鋼浸鍍時存在的圣德林效應(yīng)23-24
• 1.4.3 熱浸鍍鋅鋼在酸雨中的腐蝕問題24-25
• 1.5 課題研究意義、目標(biāo)、內(nèi)容以及擬解決的關(guān)鍵問題25-27
• 1.5.1 課題研究意義25-26
• 1.5.2 課題研究目標(biāo)26
• 1.5.3 課題研究內(nèi)容26
• 1.5.4 擬解決的關(guān)鍵性問題26-27
• 第2章 實驗方案27-29
• 2.1 實驗總體技術(shù)路線及研究方法27
• 2.2 低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金的制備及性能檢測27-28
• 2.3 熱浸鍍Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層的制備及性能檢測28-29
• 第3章 低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金的組織與性能研究29-38
• 3.1 低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金試樣的制備29-30
• 3.2 低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金試樣的微觀組織形貌分析30-33
• 3.3 低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金試樣的力學(xué)性能測試33-34
• 3.4 低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金試樣在模擬酸雨溶液中的浸態(tài)腐蝕分析34-36
• 3.5 低熔點Zn-Al-Sn-Bi合金試樣在模擬酸雨溶液中的電化學(xué)腐蝕性能分析36-37
• 3.6 小結(jié)37-38
• 第4章 熱浸鍍Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層制備及形貌觀察38-50
• 4.1 熱浸鍍Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層的制備38-41
• 4.1.1 實驗材料及儀器38
• 4.1.2 基體材料表面的前處理38-39
• 4.1.3 熱浸鍍制備Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層39-41
• 4.2 Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層厚度測量41-42
• 4.3 Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層表面形貌觀察42-44
• 4.4 Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層截面形貌觀察及分析44-49
• 4.4.1 鍍層截面形貌觀察44-45
• 4.4.2 鍍層截面元素分布45-49
• 4.5 小結(jié)49-50
• 第5章 熱浸鍍Zn-Al-Sn-Bi合金鍍層耐腐蝕性能分析50-58
• 5.1 模擬酸雨下的浸態(tài)腐蝕實驗50-54
• 5.1.1 實驗準(zhǔn)備及實驗步驟50-51
• 5.1.2 實驗結(jié)果與分析51-54
• 5.2 電化學(xué)腐蝕54-56
• 5.2.1 實驗準(zhǔn)備及實驗步驟54-55
• 5.2.2 實驗結(jié)果與分析55-56
• 5.3 小結(jié)56-58
• 結(jié)論58-60
• 展望60-61
• 參考文獻61-66
• 致謝66-67
• 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表的論文67

【參考文獻】

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本文編號：295482