热浸Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层制备及组织性能研究

发布时间：2017-08-05 15:21

  本文关键词：热浸Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层制备及组织性能研究

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【摘要】：现代工业对镀锌钢板的性能要求不断提高,亟需开发性能优异的新型热浸锌合金镀层,本文对Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层进行了研究。采用中间合金-融盐覆盖法配制了热浸镀用锌合金,用自主研发的浸镀工艺对Q235钢板进行了浸镀,制备出了Zn-0.5wt%Al-xMg(x=0,0.5,1.0,1.5wt%)、Zn-2wt%Al-xMg(x=0,0.5,1.0,1.5wt%)和Zn-2wt%Al-1.5wt%Mg-xSi(x=0.15,0.3wt%)合金镀层,观察分析了合金镀层的组织与性能,探讨了Al、Mg和Si对热镀锌层组织性能的影响规律,得到了以下主要研究结果。合金镀层表面平整,无锌瘤和漏镀等缺陷。随着Al、Mg含量增加,镀层表面光亮度下降。Zn-Al-Mg合金镀层表面光亮度低于Zn-Al合金镀层,Zn-0.5Al镀层光亮度最好。提高Al、Mg和Si含量可细化合金镀层组织。在镀层晶界处Al、Mg、Si元素含量较高,在钢基表面Al、Si元素含量较高。Zn-0.5Al合金镀层由Zn、Al和Fe2Al5三种物相组成;Zn-0.5Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg合金镀层由Zn、Al、MgZn2和Fe2Al5四种物相组成。Zn-Al-Mg合金镀层组织由初生块状Zn相和共晶组织组成,其中,Zn-0.5Al-1.5Mg镀层多为层状二元共晶组织Zn+MgZn2;Zn-2Al-1.5Mg镀层多为粒状三元共晶组织Zn+Al+MgZn2。Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层组织由初生块状Zn相、共晶组织和针状相组成,其中针状相为大约长2μm,宽100nm的Mg2Si相。随着Mg、Si含量增加,合金镀层硬度提高。随Mg含量增加,Zn-0.5Al合金镀层的跑合时间减少;Zn-2Al合金镀层跑合时间先增大后减小,其中含1.0wt%Mg合金镀层的跑合时间最长。Si添加量在0~0.3wt%范围内时,随着Si含量增加,Zn-2Al-1.5Mg合金镀层的跑合时间先增后减。合金镀层腐蚀速率由低到高排序为:Zn-Al-Mg-Si镀层Zn-Al-Mg镀层Zn-2Al镀层Zn-0.5Al镀层。随着Mg、Al含量增加,镀层腐蚀速率下降,耐腐蚀性能提高。Zn-2Al-1.5Mg-0.15Si合金镀层耐腐蚀性能最好。
【关键词】：热浸镀锌 Zn-Al-Mg镀层 Zn-Al-Mg-Si镀层 显微组织 耐蚀性能
【学位授予单位】：陕西理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 热浸镀锌技术简介10-14
• 1.2.1 热浸镀锌原理10-11
• 1.2.2 热浸镀锌层的组织11-13
• 1.2.3 热浸镀锌层的性能13-14
• 1.3 加铝热浸镀锌的发展14-19
• 1.3.1 锌液中加铝对锌层组成的影响14-15
• 1.3.2 加铝热浸镀锌层的形成与演变15-17
• 1.3.3 钢中元素对加铝热镀锌的影响17-18
• 1.3.4 加铝热浸镀锌对性能评价及生产工艺的影响18-19
• 1.4 热镀锌铝合金锌层研究进展及发展趋势19-23
• 1.4.1 热镀锌铝合金镀层研究进展19-22
• 1.4.2 热镀锌铝合金镀层的发展趋势22-23
• 1.5 本论文的研究内容及意义23-24
• 第2章 实验内容与方法24-28
• 2.1 实验设备及材料24
• 2.2 试样的制备24-25
• 2.3 热浸镀工艺流程25-26
• 2.4 研究内容与技术路线26-28
• 2.4.1 研究内容26-27
• 2.4.2 技术路线27-28
• 第3章 Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金制备及助镀工艺28-38
• 3.1 前言28
• 3.2 热浸镀用锌合金的制备28-31
• 3.2.1 实验材料准备28-29
• 3.2.2 合金的熔炼方法29-30
• 3.2.3 合金成分的检测30
• 3.2.4 合金显微组织分析30-31
• 3.3 助镀工艺31-35
• 3.3.1 助镀剂的设计思想31-33
• 3.3.2 助镀剂的选择33
• 3.3.3 助镀工艺的确定33-35
• 3.4 热浸镀样品观察35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层组织研究38-53
• 4.1 前言38
• 4.2 实验方法及步骤38-40
• 4.2.1 镀层物相检测38
• 4.2.2 镀层组织观察38-39
• 4.2.3 TEM试样制备39-40
• 4.3 镀层物相XRD分析40-41
• 4.4 镀层表面组织分析41-47
• 4.4.1 镀层表面显微组织分析41-44
• 4.4.2 镀层表面BSEM及EDS分析44-46
• 4.4.3 TEM标定分析46-47
• 4.5 镀层截面组织分析47-52
• 4.5.1 镀层截面微观形貌分析47-49
• 4.5.2 镀层截面BSEM及EDS分析49-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层性能研究53-67
• 5.1 前言53
• 5.2 镀层表面硬度测量及分析53-55
• 5.3 镀层表面摩擦性能55-59
• 5.4 中性盐雾腐蚀试验59-62
• 5.4.1 实验方法59-60
• 5.4.2 结果及讨论60-62
• 5.5 全浸腐蚀试验62-65
• 5.5.1 实验方法63-64
• 5.5.2 结果及讨论64-65
• 5.6 本章小结65-67
• 结论67-69
• 存在问题及今后的研究方向69-70
• 参考文献70-76
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果76-78
• 致谢78

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1 刘继拓;热浸Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层制备及组织性能研究[D];陕西理工学院;2015年

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本文编号：625569