Al-Zn-Fe-Bi四元系相關(guān)相平衡的研究.pdf

1、熱浸鍍鋅是一種有效而應(yīng)用廣泛的鋼鐵防護(hù)技術(shù)。但是,隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)熱浸鍍產(chǎn)品提出了更多的要求,如更高的耐蝕性能等。因此,熱浸鍍鋅鋁合金應(yīng)運(yùn)而生,成為熱浸鍍技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。其中具有優(yōu)良綜合性能的55wt.％Al-Zn合金鍍層近年來得到迅速發(fā)展。然而,熱浸鍍55wt.%Al-Zn生產(chǎn)中仍然存在一些問題,如鍍層較厚造成的產(chǎn)品成型性不好,連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線上渣滓多造成的生產(chǎn)成本增大等。向熔池中加入合金元素Bi、Si、RE等,通過改變鍍層中金屬

2、間化合物的種類和形成順序以此改變鍍層質(zhì)量或渣滓的種類是熱浸鍍工業(yè)中常用的一種方法。本工作主要研究55wt.%Al-Zn熔池中的Bi對(duì)鍍層組織及熔池渣滓的影響,這涉及到Al、Zn、Bi與Fe之間的反應(yīng)。因此,本研究通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定Al-Zn-Fe-Bi四元系中的相關(guān)相平衡,為研究含Bi的55wt.%Al-Zn熔池與Fe之間的反應(yīng)提供理論依據(jù)。
　　本工作采用平衡合金法,運(yùn)用掃描電子顯微鏡與能譜儀(SEM-EDS)以及X-射線衍射儀(XR

3、D)等分析方法實(shí)驗(yàn)測(cè)定了Al-Zn-Fe-Bi四元系中的Zn-Fe-Bi和Al-Zn-Bi600℃等溫截面以及Al-Zn-Fe-Bi四元系600℃等溫四面體的75at.%Al和50at.%Zn截面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)在Zn-Fe-Bi三元系600℃等溫截面中,L與α-Fe、Γ和δ均存在平衡,有L+α-Fe+Γ和L+Γ+δ兩個(gè)三相區(qū)存在,沒有發(fā)現(xiàn)三元新相。Bi幾乎不溶解于α-Fe、Γ和δ中,Fe在液相中的溶解度比在Fe-Zn二元系中的小

4、,而且隨著液相中Bi含量的增加,Fe在液相中的溶解度減小。(2)在Al-Zn-Bi三元系600℃等溫截面中,存在L1+L2+(Al)一個(gè)三相區(qū),且液相混溶間隙區(qū)域非常大。(3)在Al-Zn-Fe-Bi四元系600℃等溫四面體的75at.%Al截面中,僅有L1+L2+FeAl3+(Al)一個(gè)四相區(qū)存在。(4)在Al-Zn-Fe-Bi四元系600℃等溫四面體的50at.%Zn等溫截面中,包含L1+L2+Fe2Al5+α-Fe,L1+L2+α

5、-Fe+δ,L2+α-Fe+δ+Γ和L1+L2+Fe2Al5+FeAl3四個(gè)四相區(qū)。(5)在Al-Zn-Fe-Bi四元系600℃等溫四面體中,L1和L2與(Al)、FeAl3、Fe2Al5、α-Fe和δ均存在平衡,沒有發(fā)現(xiàn)新的四元相。Zn在FeAl3、Fe2Al5和α-Fe中的溶解度分別達(dá)到5.1at.%、13.7at.%和8.3at.%,Al在α-Fe、Γ和δ中的溶解度分別達(dá)到46.7at.%、2.5at.%和2.7at.%。Bi幾乎