高強鋼熱浸鍍鋅界面反應(yīng)的研究.pdf

1、熱浸鍍鋅并經(jīng)過合金化處理的高強度鋼板，由于有優(yōu)異的抗腐蝕性能，且成本較低，是汽車外板的首選材料。目前國內(nèi)只有少數(shù)企業(yè)能生產(chǎn)此類鋼板，也經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量問題。為了改善鍍層表面質(zhì)量，鋅池中常添加一定量的Al；同時從鋼板或鍍鋅硬件中析出的合金元素，如Cr、Mn等，會跟熔融的Zn-Al合金發(fā)生相互作用，影響Zn-Fe反應(yīng)，從而影響鍍鋅過程和鍍層質(zhì)量。因此，本工作中圍繞Zn、Fe、Al、Cr四種組元的相互作用，測試了相關(guān)相圖、研究了合金元素對鍍層組織

2、的影響并對界面反應(yīng)過程進行模擬，為控制鍍層組織、提高汽車外板的表面質(zhì)量建立理論基礎(chǔ)。
　　 本工作中，結(jié)合擴散偶法與平衡合金法，利用掃描電鏡與能譜儀(SEM-EDS)、以及X射線衍射儀(XRD)等手段測定了Zn-Cr二元系、Zn-Fe-Cr三元系450℃和600℃等溫截面，為Zn-Fe-Cr體系的熱力學計算和建立高元體系的相圖提供了可靠的數(shù)據(jù)。
　　 以基于陳氏晶格反演獲得的原子間相互作用勢為基礎(chǔ)，模擬了合金元素對FeZ

3、n13鍍層組織的影響。首先利用X射線衍射儀法準確測試FeZn13的晶體結(jié)構(gòu)，并在Fullprof軟件中利用Rietveld方法精修晶體結(jié)構(gòu)，之后對FeZn13的晶體結(jié)構(gòu)以及合金元素在FeZn13中的原子占位和溶解度進行了原子級模擬，為系統(tǒng)研究合金元素對鍍層組織的影響積累了基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。計算值與實驗值基本吻合。
　　 利用SEM和EDS研究了純鐵在含Al和Cr的幾種鋅池中獲得的鍍層組織。在鋅池中加入一定量的Cr以后，鍍層的表面生成新

4、相τ1；含Cr鋅池中加入0.1wt％Al時，鍍層組織由d、z、h以及τ1組成；含Cr鋅池中Al含量為0.2wt％時，鍍層中的d層變薄，z層由整齊的帶狀變?yōu)槭杷傻膲K狀，在z相之間有diffuse-Δ出現(xiàn)；在480℃浸鍍時，鍍層中沒有z層。根據(jù)擴散通道理論探討了加Al和Cr導致鍍層組織變化的原因，并建立了鍍層形成的機理模型。
　　 本工作中以Al的擴散為動力學控制環(huán)節(jié)，分析了界面反應(yīng)中化合物形核生長過程。分三階段，即鐵的快速溶解、抑