本文關(guān)鍵詞：鈦磷對Fe-Zn合金層生長及硅鈦對ZAM鍍層組織影響的研究

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【摘要】：熱浸鍍鋅是一種防止鋼鐵被腐蝕的有效保護方法,在熱浸鍍時,靠近鋼件表面會形成一系列Fe-Zn中間合金相。鋼中含有的鈦和磷元素對熱浸鍍鋅層的生長具有一定的影響,這引起了很多研究者的關(guān)注。對鍍鋅層進行合金化可以提高鍍層的耐蝕性能,其中ZAM(Zn-6Al-3Mg)合金鍍層是一種新開發(fā)的熱浸鍍鋅合金鍍層,它具有卓越的耐蝕性。但是,文獻報道指出在ZAM鍍層中存在少量的初晶MgZn2相,該硬脆相的存在使鍍層的抗裂性能大大下降。因此,進一步開展Fe-Zn合金層生長和ZAM鍍層組織研究對熱浸鍍鋅行業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義。本文在研究小組前期實驗研究工作的基礎(chǔ)上,基于Al-Ti二元合金中最穩(wěn)定相是Ti Al相的事實(Ti/Al質(zhì)量比為2:1),鐵基體中Ti對(Zn-0.2wt%Al)/(Fe-Ti)擴散偶中Fe-Zn中間合金層生長的影響機理進行了解釋。同時,基于本研究小組的前期實驗研究,進一步研究了磷對Fe-P合金顯微組織的影響;此外,采用擴散通道模型解釋了鐵基中磷對Zn/Fe-P液-固擴散偶中Fe-Zn中間合金化合物層生長的影響。本文研究發(fā)現(xiàn),硅元素的加入使ZAM鍍層表層組織中粗大樹枝狀富鋁相發(fā)生明顯細化,且硅含量越高樹枝晶越細小;與此同時,隨著硅含量的增加,樹枝狀富鋁相的體積分數(shù)下降,Zn/Al/MgZn2三元共晶組織體積分數(shù)增加;此外,硅的加入使η-Zn相和MgZn2相在鍍層表層組織中消失,同時使鍍層表面層組織中出現(xiàn)Mg2Si相顆粒。純鐵片在Zn-6Al-3Mg-0.1Si熔池中浸鍍60 s時,隨著浸鍍溫度升高,鍍層表面中的樹枝狀富鋁相明顯粗化,且其體積分數(shù)明顯減少,在530℃浸鍍后鍍層中出現(xiàn)異常表層組織。本文的研究結(jié)果表明,向鋅熔池中加入微量鈦元素能細化ZAM鍍層的凝固組織,消除粗大的MgZn2硬脆相,從而提高鍍層性能。當Zn-6Al-3Mg合金熔池中的鈦含量低于0.053wt.%時,隨著鈦含量的增加,鍍層中FeAl3Znx和Fe2Al5Znx合金層的厚度減小,此時鈦元素對Fe2Al5Znx層生長的抑制可以用鈦原子占據(jù)Fe2Al5Znx中的空位加以解釋。當鈦含量超過0.053wt.%時,隨著鈦含量的增加,FeAl3Znx和Fe2Al5Znx合金層厚度明顯增加,這種現(xiàn)象可以通過形成鋅液的擴散通道加以解釋。
【關(guān)鍵詞】：合金元素 Fe-Zn合金層 ZAM合金鍍層 生長動力學 鍍層組織
【學位授予單位】：常州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
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本文編號：602573