Zn-Ni-Al合金热浸镀件组织和耐蚀性能的研究

为探索不同成分的Zn-Ni-Al合金热浸镀件组织和耐腐蚀性能关系,了解微量铝对不同镀层组织、厚度和耐腐蚀性的综合影响规律,设计了4组Zn-0.10%Ni-x Al(x=0,0.08,0.12,0.15 wt.%)熔池合金对Q235钢进行热镀锌,利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析等技术对4种镀件镀层微观组织和合金成分进行观察和分析,并通过精密型盐雾试验机对其腐蚀速率进行测定和比较。实验结果表明,当锌液成分中含有0.08~0.15 wt.%Al时,镀层表面光亮美观,生成由δ(Fe Zn9)过渡层和η(Zn)锌层组成的致密镀层组织。Al含量在0.00~0.08 wt.%时,过渡层厚度呈现快速增大规律,Al含量在0.08~0.12 wt.%时,过渡层厚度出现减小趋势,而Al含量在0.12~0.15 wt.%时,过渡层厚度缓慢上升,而η(Zn)锌层厚度则表现为与过渡层厚度相反的变化规律。过渡层厚度越大,镀件的腐蚀速率越小,厚而致密的δ(Fe Zn9)过渡层对钢材的防护更有效。     

La/Ni元素的添加对7050铝合金组织与性能的影响

研究不同含量的La、Ni对7050铝合金组织和力学性能的影响.结果表明:随着Ni元素的增加,合金的抗压强度和硬度有所提高,当Ni含量从0wt.%~0.15 wt.%时,合金的硬度大幅度增加,抗压强度达到了最高值848.04 MPa;随着La元素含量的增加,合金的微观组织得到较好的细化,合金的抗拉强度、抗压强度和硬度大幅度提高,当添加La元素的含量为0.1 wt.%时,合金的硬度达到了93.80 HRB,其抗拉强度和抗压强度分别为124.29 MPa和885.17 MPa.     

热浸镀锌钢板镀层织构与耐蚀性

用X射线衍射和动电位扫描方法研究了热浸镀锌钢板镀层织构、相分布和耐蚀性的关系.实验结果表明,镀锌层中纯锌相的主要织构组分为{0002}基面织构,当镀锌层厚度增加时,纯锌相中{0002}基面织构密度水平增加,纯锌相自腐蚀电位升高、腐蚀电流密度减小以及耐蚀性增加.X射线衍射分析电化学剥离后的铁锌相,结果表明,镀锌层由纯锌相和合金相组成;电化学实验表明,镀锌层各相耐蚀性不同,合金相的耐蚀性高于纯锌相的耐蚀性,且Fe--Zn合金相的耐蚀性随铁含量的增加而增加.     

热浸镀铝工艺参数变化对合金层影响的研究

分析了热浸镀时间(t)、温度(T)、待镀件成分、相结构变化对镀层中合金层形貌、厚度(H)、合金层的重熔产生的影响.实验结果表明,合金层的形貌、厚度、重熔与热浸镀温度有密切关系,钢基成分对合金层形貌、厚度也产生一定的影响,而合金层厚度和形貌对热浸镀时的时间因素不敏感,在合金层达到一定厚度后,就基本上不再随时间的延长而改变.     

冷轧热镀锌带钢表面锌灰缺陷形成原因分析及控制

冷轧热镀锌产线主要由入口段、入口活套、清洗段、炉区、工艺段、出口活套和出口段构成。带钢以460℃经炉鼻子出来进入锌锅约3s经沉没辊从锌锅出来,经过气刀将多余的锌液吹掉(控制锌层厚度)。锌锅内锌液需要保持460℃,这样锌液会逐渐蒸发,蒸发的锌灰集聚在一起,然后掉落在带钢上形成锌灰缺陷。冷轧镀锌锌灰是冷轧厂热镀锌生产过程中带钢表面的常见缺陷。对热镀锌产线锌灰形成机理进行分析和研究,探讨热镀锌带钢表面锌灰缺陷形成原因,从而提出优化工艺、规范操作等方面措施控制锌灰缺陷产生,提高热镀锌带钢表面质量。     

镀锌液的组元活度对镀液呈色特点的影响

热镀锌液中适量添加过渡元素并通过镀后冷却条件控制,可在热镀钢板或钢构上直接获得具有特定色彩的镀锌层,是一种有应用前景的新工艺.从热力学角度理解热镀层呈色的机理与特点将有助于镀液组成的进一步优化.用Miedema模型、Tanaka关系式以及一些基本热力学关系研究了镀液中的主溶质元素或杂质对镀液各组元的过剩热力学性质的影响.结果表明,镀件镀后呈色特点与镀液中的溶质活度直接相关.溶质浓度和浸镀温度对镀层呈色的影响主要归咎于其对呈色溶质元素活度的影响.镀液中的杂质如Al和Mg以及呈色元素Ti对呈色的影响还与其对溶剂活度的影响有关.     

Mg对Zn--11%Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11%Al、Zn-11%Al-1.5%Mg、Zn-11%Al-3%Mg和Zn-11%Al-4.5%Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11%Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明：Zn-11%Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn2三元共晶、块状 MgZn2相和Al/MgZn2二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe2 Al5 Znx和FeAl3 Znx相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11%Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂. Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.     

元素Mn、V对AB2型贮氢电极合金ZrCr0.7Ni1.3相结构和电化学性质的影响

研究了Mn、V部分替代ZrCr0.7Ni1.3合金中的Cr元素后对其相组成、晶格常数和电化学容量等方面的影响.结果表明:母体合金的主相由立方C15型Laves相和少量六方C14型Laves相组成并含有少量第二相Zr7Ni10.对于合金ZrCr0.7-xMxNi1.3(x=0.1～0.6)(M=Mn或V),在Mn、V单独替代时,随着Mn替代量的增加,第二相Zr7Ni10峰逐渐减弱,合金电化学容量先增加后降低,在x=0.2时放电容量最大;随着V含量的增加,合金的主相向C14型Laves相转化,而第二相Zr7Ni10峰消失,并出现新的第二相Zr9Ni11衍射峰,合金的电化学容量迅速降低;当Mn、V同时进行替代时,对于合金ZrCr0.7-x-yMnxVyNi1.3(x+y=0.2～0.4),其相组成和晶格常数的变化不大,但电化学容量却有较大变化,当合金成分为ZrCr0.4Mn0.1V0.2Ni1.3时,放电容量最高,为311 mAh/g.     

稀土对热镀锌层耐蚀性的影响

实验研究了稀土元素对GI镀锌液的流动性、镀层厚度、镀层微观结构以及耐蚀性能的影响,初步探讨了稀土提高GI镀层耐蚀性的作用机理.结果表明:添加稀土具有细化镀层表面树枝晶、提高镀液流动性、降低镀层厚度和改善镀层耐蚀性的作用;镀层的耐腐蚀性随着稀土含量的增加先增后减,即稀土对镀层耐蚀性的影响存在一个最佳范围;实验条件下,稀土含量ω=0.045%～0.069%时,镀层的耐盐雾腐蚀性能约为纯锌层的2.8倍.     

Fe对Ni-Mn-Ga形状记忆合金相变和力学性能的影响

研究了Fe含量对Ni56Mn25 xFexGa19(x=0～10)合金的微观组织结构、相变行为、力学性能和记忆特性的影响规律.当x 4时,Ni56Mn25–xFexGa19合金仍然保持着单一的四方结构马氏体相;当x 6时,合金呈现为马氏体相和面心立方γ相组成的双相结构.相对于马氏体相,γ相为富Ni和富Fe相,其含量随Fe含量的增加而增加.随着Fe含量增加,合金的马氏体相变温度逐渐降低,其峰值温度从x=0时的356℃降低至x=10时的170℃,这主要归因于马氏体相尺寸因素和电子浓度的综合作用.通过添加Fe替代Mn在合金中引入的γ相可提高合金的强度和塑性,但最大形状记忆回复应变从x=0时的5.0%降低到x=6时的2.0%.     

玛钢水暖件电镀锌

以ＣＴ－２为光亮剂的氯化钾电镀锌在玛钢水暖件上施镀时，其电流效率为９５％，镀层光亮细致，其耐蚀性与低碳钢上的镀锌层相近，证明水暖件原材料的成分及其铸态表面缺陷对电镀锌的质量无显著影响，但电镀锌与热浸锌相比可大大降低锌和能量单耗，降低成本，可用电镀锌来代替现行的热浸锌。     

纳米Al_2O_3颗粒增强Ni基复合镀渗合金层的腐蚀磨损性能研究

本文通过电刷镀加双层辉光复合镀渗工艺在316L不锈钢表面制备了纳米颗粒增强Ni基合金层,研究了添加纳米Al2O3颗粒对Ni基合金层的微观组织、耐蚀、耐腐蚀磨损性能的影响.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合镀渗层的微观组织进行观察,采用极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和腐蚀磨损试验研究复合镀渗层的耐蚀性和耐腐蚀磨损性能.对纳米Al2O3颗粒增强的复合镀渗层的微观组织分析结果表明：在共渗工艺（1000℃）条件下,复合镀渗层中纳米Al2O3颗粒部分溶解于基体中,并析出生成Ni3Al（γ’相）,生成的γ’相与基体具有明确的晶体学取向关系,即（111）γ-Ni//（111）γ’-Ni3Al.在不同旋转速度条件下的极化曲线结果表明：在3.5wt.%NaCl＋10wt.%石英砂的料浆中,在所有旋转速度条件下,颗粒增强复合镀渗层和Ni基合金渗层的耐蚀性能都明显优于316L不锈钢.在低旋转速度条件下（小于2.51m/s）时,纳米Al2O3的加入略微降低了Ni基合金渗层的耐蚀性能 而在高旋转速度条件下（2.98m/s和3.45m/s）,纳米Al2O3的加入则提高了Ni基合金渗层的耐蚀性能.静态浸泡20h以及两种腐蚀介质条件下（单相流（3.5wt.%NaCl）和双相流（3.5wt.%NaCl＋10wt.%）,旋转速度为3.45m/s）冲蚀20h后的电化学阻抗试验结果表明：在静态浸泡20h和单相流冲蚀20h后,颗粒增强复合镀渗层的容抗弧幅值小于Ni基合金渗层,而在双相流中冲蚀20h后,颗粒增强复合镀渗层的容抗弧幅值大于Ni基合金渗层,但两种合金均高于316L不锈钢.     

钢丝热镀锌铝-稀土合金

目前国内电力部门因镀锌钢丝使用寿命不长(特别是沿海地区),迫切需要提供耐蚀性能良好的镀层钢丝。 锌铝系热镀合金是国外近年来开发的新型热镀材料,基耐蚀性为同厚度纯锌镀层的数倍。国外生产锌铝系热镀钢丝通常采用氢还原法(Sendzimiy法),由于该工艺可进行高速热镀故可以保证镀层有足够的厚度。但该工艺目前还不易在我国迅速推广。国内通常采用溶剂法热镀工艺,用此种工艺热镀国外使用的锌铝系合金时,镀层厚度仅为热镀纯锌镀层的1/3～1/4,因此对钢丝的耐蚀保护作用提高不多。本工作研制了适用于常规溶剂法热镀工艺的锌铝—稀土热镀合金,其镀层厚度接近或略低于常规纯锌镀层,而耐     

高强高导Cu-Sn-Fe合金的微观组织与性能

采用自制的铜模具制备不同成分Cu-xSn-yFe(其中x、y表示质量百分比)合金,研究对比了铸态及不同处理态下Cu-xSn-yFe合金抗拉强度和电阻率的变化规律。结果表明:随着Sn和Fe添加量的增加,Cu-xSn-yFe合金的抗拉强度和电阻率均增加。正火处理会增加合金电阻率,而与正火态的电阻率相比,轧制后的电阻率皆较低。Sn含量的变化对Cu-xSn-yFe合金电阻率的影响较大,降低含Sn量可改善Cu-xSn-yFe合金的导电性。经退火处理后,Cu-xSn-yFe合金的电阻率明显降低,抗拉强度也会略有所降低。当Fe含量为10 wt·%,Sn含量为3 wt·%时,该合金冷轧制处理后的抗拉强度达775 MPa,但电阻率仅为7.509μΩ·cm.当Fe含量为5 wt·%,Sn含量为2 wt·%时,该合金经退火处理后其抗拉强度为552 MPa,且电阻率为1.92μΩ·cm.     

彩色热镀 Zn-Ti-Ni 和 Zn-Mn-Cu 合金镀层的研究

研究了彩色热镀锌工艺及彩色涂层的成色原理，进行了一系列镀浴成分和彩色热镀工艺的试验，筛选出Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ和Ｚｎ＿Ｍｎ＿Ｃｕ两种镀液成分，在一定的浸镀温度和冷却方式下，可以获得表面光滑、成色均匀鲜艳的彩虹、金黄、紫、蓝色镀件。通过理论分析和俄歇电子能谱、Ｘｒａｙ衍射分析，发现Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ彩色热镀锌层表面形成均匀的Ｔｉ的氧化物膜，Ｔｉ与Ｏ的化学计量比接近Ｔｉ２Ｏ３；ＺｎＭｎＣｕ彩色热镀锌层表面形成含ＭｎＯ和ＺｎＭｎ２Ｏ４的氧化物膜；Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ彩色热镀锌镀层表面产生颜色是由于氧化膜使光发生干涉而产生，表面颜色取决于氧化膜厚度；Ｚｎ＿Ｍｎ＿Ｃｕ彩色热镀锌层表面成色是由于配位场中过渡金属锰离子产生的。     

锌电积过程中锰元素对铝阴极的电化学行为影响

传统湿法炼锌工艺采用纯铝板作为阴极,但随着锌精矿品位的降低,电解液中杂质离子含量增大,造成阴极腐蚀消耗增加.本文以铝锰合金为研究对象,研究锰作为添加元素,与铝形成良好铝锰合金阴极材料的电化学行为,进一步提高铝阴极的耐蚀性和电催化活性.采用交流阻抗、阴极极化曲线、恒电流极化曲线、塔菲尔曲线等分析方法,探讨不同Mn元素含量对铝锰合金在40℃恒温条件,Zn2+65g·L-1和H2SO4150g·L-1溶液中电化学行为的影响.研究结果表明:相比纯铝电极,添加Mn元素的铝锰合金电极的耐蚀性普遍提高,腐蚀电流均减小;随着Mn含量的增加,腐蚀电流逐步降低,腐蚀电位与Mn含量增加无明显变化规律;当Mn质量分数为1.5％时腐蚀电流达最低(1.11mA·cm-2),腐蚀电位最小(-1.0954V);零电势下,表观电流密度i0受Mn元素的添加影响显著,i0随Mn含量增加呈现出先增大后减小的趋势,在Mn质量分数1.5％时达到最大值3.7462×10-16mA·cm-2,远大于纯铝电极4.8027×10-33mA·cm-2,整体变化幅度明显,电极的电催化活性得到提高;不同电流密度下的析氢过电位和纯铝电极的整体接近,电化学过程均为电化学传质步骤控制.综合考虑电极材料的耐蚀性和电催化活性,含Mn质量分数1.5％的铝锰合金可作为理想的电积锌阴极使用.     

硼对有序态Ni_3Fe合金氢气环境中氢脆敏感性的影响

硼含量（0.01～0.06wt.%B）对有序态Ni-24at.%Fe合金在真空和氢气环境中的力学性能有较大的影响,对有序态Ni3Fe合金在氢气环境中的氢脆敏感性也有较大的作用.研究结果表明,加硼后有序Ni3Fe合金的晶粒尺寸得到细化,材料的强韧性提高 硼有效抑制了有序态Ni-24at.%Fe合金在氢气环境中的氢脆.当合金中硼含量为0.06wt.%时,有序态Ni3Fe合金在氢气环境中的氢脆因子（IH2）为1%,与无硼Ni3Fe合金相比,合金氢脆因子的下降幅度达到98.7%.在氢气环境中拉伸时,无硼有序态Ni3Fe合金的断口形貌为完全的沿晶断口 随着Ni3Fe合金中硼含量的增加,合金断口形貌中的沿晶断口所占比例逐渐减少 当合金中的硼含量大于0.03wt.%后,断口形貌变为全部塑性的韧窝状断口.合金的断口形貌变化表明,有序态Ni3Fe合金中的硼提高了合金的晶界强度.硼对有序态Ni3Fe合金在氢气环境中力学性能和氢脆因子的作用变化表明,硼对有序态Ni3Fe合金中由氢气诱发的环境氢脆有较强的抑制作用.     

低合金耐候钢在含氯离子环境中的腐蚀行为

利用干湿周浸加速腐蚀实验对比研究了低合金钢A588和SPA--H在含氯离子环境下腐蚀行为,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和电子探针等方法分析了Ni、Mn对于低合金钢腐蚀行为的影响.结果表明:实验钢锈层中的物质主要由α--FeOOH、γ--FeOOH和Fe3O4组成,但其含量存在差异;Ni元素在内锈层含量高于外锈层,Mn元素在锈层的孔洞处富集;内锈层的致密程度高于外锈层;提高合金元素Mn和Ni的含量,可以提高内锈层的致密性,从而提高低合金钢的耐蚀性能.     

灰口铸铁热镀锌的新工艺

针对灰口铸铁热镀锌产生微裂纹的主要原因和形成的机理,结合实际生产中的有关问题,通过大量具体试验,探索出一整套灰口铸铁热镀锌新工艺,其技术关键是: ①控制灰口铸铁的C、Si、Mn、S、P五大元素成分。其方法为严格炉前配料,定时对上述五大元素进行快速取样检测(10分/次),以达到及时控制炉料成分,使五大元素的成分控制在需要的范围。这其中主要是降低C、Si的当量。     

镀锌钢板点焊的工艺性能

为提高镀锌钢板点焊接头的质量,对普通冷轧钢板、电镀锌钢板和两种镀锌层厚度不同的热镀锌钢板进行了一组点焊工艺及接点强度试验,并对试验结果进行了计算机回归分析,分别得出了这几种材料在不同的焊接电流、焊接时间下的点焊熔核直径或接头拉剪强度变化曲线以及点焊飞溅临界曲线．根据对上述试验结果的分析和比较,提出了锌镀钢板点焊时焊接电流、焊接时间和电极压力等参数的选用原则,并对几种镀锌钢板给出了相应的点焊规范范围．