Zn-Fe-Ni-Sb四元系相关系的测定及Ni和Sb对镀层组织的影响

发布时间：2017-07-19 17:00

  本文关键词：Zn-Fe-Ni-Sb四元系相关系的测定及Ni和Sb对镀层组织的影响

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【摘要】：在钢铁防腐技术中,热浸镀锌则是一种廉价而且有效的方法。由于热浸镀锌产品的生产工艺简单,价格低廉,使得热浸镀锌在电力、船舶和汽车等行业都有很广的应用。然而,对于含硅钢的热浸镀锌一直存在着一项技术难题,即含硅钢热浸镀锌过程中,由硅引起的硅反应性会导致镀层过厚生长,致使镀层性能变差。当前,解决硅反应性最普遍的办法就是将不同的合金元素加入到锌池中,用来抑制镀层的过厚生长。向锌浴中加入一定量的Ni元素不仅能很好的控制圣德林钢的硅反应性,而且还可以增加锌浴的流动性。有研究表明,向锌浴中加入少量的Sb不仅有减少锌渣、细化晶粒和增强锌浴流动性的效果,而且还能使得镀层表面形成具有漂亮外观的锌花。本文主要是针对活性钢热浸镀锌过程中Ni和Sb对镀层的协同影响以及相关相平衡展开研究。本实验采用的研究方法是平衡合金法,结合扫描电子显微镜与能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)等一系列专业技术,测定了Zn-Fe-Ni-Sb四元系中相关三元系Zn-Fe-Ni的600℃富锌角,并对含Zn量在93 at.%的Zn-Fe-Ni-Sb四元体系富锌角450℃、600℃等温截面相关系进行了研究。Zn-Fe-Ni三元系富锌角600℃等温截面含有L+T+δ和T+L+γ两个三相区。Zn-Fe-Ni-Sb四元体系富锌角(93 at.%Zn)450℃等温截面:存在着3个四相区,分别是:L+ζ+T+Sb2Zn3,L+T+γ+Sb2Zn3和L+T+γ+δ-Ni Zn;7个三相区,分别是:L+ζ+Sb2Zn3,L+ζ+T,L+T+Sb2Zn3,L+γ+Sb2Zn3,L+T+γ,L+T+δ-Ni Zn和L+γ+δ-NiZn。Sb在ζ相中的溶解很有限,而且几乎不容于δ-NiZn相中,但在γ相中的最大溶解度为1.9 at.%。Fe和Ni在Sb2Zn3相中的最大溶解度分别为0.6和0.9 at.%。在本实验中,没有发现新的化合物。Zn-Fe-Ni-Sb四元体系富锌角(93 at.%Zn)600℃等温截面,没有发现四相区,只存在两个三相区,分别为:L+T+δFe和L+T+γ。本工作还研究了同时向锌池中加入Ni和Sb对硅含量为0.202 wt.%的Q235工业用钢热浸镀锌合金层组织的影响。对比分析了浸镀时间、锌池中不同含量的Ni和Sb对热浸镀锌合金层组织和厚度的影响。结果表明:单纯向锌浴中添加Sb不能有效的降低Q235的热浸镀锌合金层厚度,而Ni和Sb共同作用可以减缓热浸镀锌过程中的Fe-Zn反应速度,达到降低镀层厚度的效果;对于硅含量为0.202 wt.%的Q235,同时向锌浴中添加0.05 wt.%Sb和0.4 wt.%Ni可以获得理想的镀层。
【关键词】：相平衡 Zn-Fe-Ni-Sb Q235 Ni-Sb 镀锌
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.443
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 主要符号对照表9-10
• 第1章 引言10-12
• 第2章 文献综述12-27
• 2.1 热浸镀锌12-15
• 2.1.1 热浸镀锌的作用与发展12-13
• 2.1.2 热浸镀锌工艺及其分类13-14
• 2.1.3 硅的反应性及抑制方法14-15
• 2.2 锌池中添加微量元素的作用15-18
• 2.2.1 合金元素Ni的影响15
• 2.2.2 合金元素Al的影响15-16
• 2.2.3 合金元素V的影响16
• 2.2.4 合金元素Sb的影响16-17
• 2.2.5 合金元素Pb的影响17
• 2.2.6 合金元素Bi的影响17-18
• 2.3 相图理论及主要测定方法18-19
• 2.3.1 相图概述18
• 2.3.2 相图主要的测定方法18-19
• 2.4 Zn-Fe-Ni-Sb四元系相图的研究现状19-26
• 2.4.1 Fe-Zn二元系19-20
• 2.4.2 Ni-Zn二元系20
• 2.4.3 Sb-Zn二元系20-21
• 2.4.4 Ni-Fe二元系21-22
• 2.4.5 Ni-Sb二元系22
• 2.4.6 Fe-Sb二元系22-23
• 2.4.7 Zn-Fe-Ni三元系23
• 2.4.8 Zn-Fe-Sb三元系23-24
• 2.4.9 Zn-Ni-Sb三元系24-25
• 2.4.10 Fe-Ni-Sb三元系25-26
• 2.5 本课题研究内容及意义26-27
• 2.5.1 本课题的研究目的和意义26
• 2.5.2 本课题的研究内容26-27
• 第3章 实验原理和方法27-33
• 3.1 相图的测定原理及方法27-30
• 3.1.1 四元系相关系的表示方法27-28
• 3.1.2 实验材料和主要设备28
• 3.1.3 实验步骤28-30
• 3.2 热浸镀锌原理及方法30-33
• 3.2.1 实验材料和主要设备30
• 3.2.2 实验步骤30-33
• 第4章 Zn-Fe-Ni-Sb四元系富锌角（93at.%Zn）450℃等温截面的测定33-42
• 4.1 结果与讨论33-40
• 4.2 本章小结40-42
• 第5章 Zn-Fe-Ni-Sb四元系富锌角（93at.%Zn）600℃相关系的实验研究42-50
• 5.1 Zn-Fe-Ni三元系富锌角（92at.%Zn）600℃等温截面相关系的测定42-46
• 5.2 Zn-Fe-Ni-Sb四元系富锌角（93at.%Zn）600℃等温截面的测定46-49
• 5.3 本章小结49-50
• 第6章 Ni和Sb对Q235热浸镀锌合金层组织影响研究50-56
• 6.1 不同含量的Ni和Sb对Q235钢在锌池中热浸镀 3min的影响52-54
• 6.1.1 镀层厚度分析52-53
• 6.1.2 Ni和Sb对热浸镀锌的作用机理分析53-54
• 6.2 Ni、Sb同时加入锌浴中的合理比例探究54-55
• 6.3 本章小结55-56
• 第7章 工作总结与展望56-58
• 7.1 论文总结56-57
• 7.2 工作展望57-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 攻读硕士学位期间的科研成果64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 廖恒志,马少华;波形梁钢板护栏的镀锌质量及对使用的影响[J];公路交通技术;2004年04期

2 孙中华;曹晓明;杜安;孙忠波;;钢板热镀锌技术的研究现状与发展趋势[J];天津冶金;2005年06期

3 李九岭;从热镀锌史看美钢联法的发展[J];武钢技术;1995年01期

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本文编号：563867