新型鋅鋁鎂合金鍍層工藝及其耐蝕機(jī)理的研究.pdf

1、熱浸鍍是一種經(jīng)濟(jì)而有效的鋼鐵材料表面處理方法，由于其工藝簡單、防腐蝕性能良好而被普遍使用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會的進(jìn)步，傳統(tǒng)的鍍層種類已不能滿足防腐蝕的需要，這就需要開發(fā)出性能優(yōu)良的新型合金鍍層。 在鍍層中加入鋁、鎂元素具有很多優(yōu)點，可以改善鍍層表面外觀和耐蝕性能。課題組在以往的研究中對純鋅鍍層、Zn-55％Al合金鍍層、Zn-Mg合金鍍層進(jìn)行了深入的研究。本文在以往研究的基礎(chǔ)上開發(fā)了新型的Zn-Al-Mg耐蝕合金鍍層，研

2、究了Zn-Al-Mg合金鍍層的生產(chǎn)工藝、耐蝕性能，并分析了鍍層的耐蝕機(jī)理。 針對鎂元素化學(xué)性質(zhì)比較活潑，密度比鋅小，富集于鋅液表面，氧化非常劇烈，造成合金熔液配比不穩(wěn)定，而且氧化產(chǎn)物對熱浸鍍層影響較大，提出在添加鎂時使用鋅鎂中間合金，并試驗出一種新型覆蓋劑，覆蓋于合金熔液表面，減少鎂元素的損失及氧化物的產(chǎn)生，并且具有去渣作用。針對合金鍍層，經(jīng)過多次試驗，篩選出一種助鍍劑，鍍出鍍層表面平整，缺陷較少且與基體結(jié)合牢固。 對不

3、同鎂含量的Zn-Al-Mg合金鍍層通過中性鹽霧試驗、Na2SO4溶液全浸試驗測定其腐蝕失重速率，從而確定其耐蝕性能，結(jié)果表明，在鎂含量較低時，耐蝕性能較純鋅鍍層沒有明顯提高，但隨著鎂含量的增加耐蝕性能也不斷提高，其中Zn-1％Al-2．5％Mg合金鍍層耐蝕性能接近Zn-5％Al鍍層。 電化學(xué)交流阻抗、極化曲線測試表明，隨著鎂含量的增加，鍍層阻抗越大、自腐蝕電位越高、自腐蝕電流密度越小，表明鍍層耐蝕性能不斷提高，這與腐蝕試驗得出的

4、結(jié)論一致。 X-射線衍射分析表明，Zn-Al-Mg合金鍍層腐蝕產(chǎn)物中出現(xiàn)了Zn4SO4（OH）6·H2O，能夠在鍍層表面形成致密的保護(hù)膜，有效的阻止腐蝕的繼續(xù)進(jìn)行，這是鍍層具有良好耐蝕性的重要因素。 掃描電鏡分析發(fā)現(xiàn)，加入Mg元素后，金屬晶粒明顯細(xì)化，主要是由于Mg與Zn結(jié)合生成金屬間化合物Zn2Mg。同時正是由于Mg元素的存在使鍍層組織形成以Zn/Al/Zn2Mg三元共晶體為主體的鍍層結(jié)構(gòu)，且鍍層結(jié)構(gòu)致密，有效地阻止