热浸镀Zn-Al-Ni合金镀层组织与性能研究
热浸镀锌作为一种表面处理技术已经在钢铁防腐蚀方面得到了广泛的应用.随着科学技术和现代工业的发展,人们对热浸镀锌层质量的要求越来越高,不仅要求热浸镀锌层厚度适宜,具有优良的耐腐蚀性能,而且还要求具备光亮平滑的外观.
针对上述需求,本文采用在Zn-0.01%Al和Zn-0.05%Al合金镀浴中添加少量Ni后进行热浸镀,得到了Zn-0.01%Al-xNi(x=0.02,0.05,0.09,0.12wt%)和Zn-0.05%Al-xNi(x=0.02,0.05,0.09,0.12wt%)合金镀层.
对不同成分配比的Zn-Al-Ni合金镀层的显微组织的研究表明,对于热浸镀Zn-0.01%Al-xNi合金镀层,随着Ni含量的增加,镀层的厚度逐渐减小;Ni含量为0.02%时镀层中出现了超厚的ζ相;Ni含量的增加会一定程度上抑制脆性相ζ相的生长.当Ni含量为0.05%时,δ相和η相均最厚,因此其力学性能和耐腐蚀性能较好.对于热浸镀Zn-0.05%Al-xNi合金镀层,随着Ni含量的增加,纯锌层的厚度逐渐减小,使得镀层表面状况逐渐变差,镀层的厚度先减小后增大;在Ni含量为0.05%时镀层厚度最小且纯锌层最致密;在Ni含量为0.12%时镀层中粗大疏松的ζ相因阻挡作用较差而使镀层的耐蚀性变差.
对不同成分配比的 Zn-Al-Ni 合金镀层的硬度、表面形貌和耐磨性等表面性能的研究表明,随Ni含量增加,Zn-0.01%Al-xNi合金镀层晶粒先减小后增大,镀层硬度先增大后减小;Zn-0.05%Al-xNi合金镀层晶粒则先减小后增大再减小,镀层硬度先增大后减小.Zn-0.01%Al-0.05%Ni 合金镀层的晶粒最小,硬度最大,摩擦系数最小,耐磨时间较长.Zn-0.05%Al-0.09%Ni合金镀层的耐磨时间虽然最长,但摩擦系数较大.当Ni含量不变时,Al含量的增加显著增加了镀层的整体摩擦系数,减小了镀层的表面硬度.
对不同成分配比的Zn-Al-Ni合金镀层的耐腐蚀性能研究表明,当Al含量一定时,随着Ni含量的增加,镀层的腐蚀速率先减小后增大,在Ni含量为0.05%时腐蚀速率达到最小,即耐腐蚀性能最好.当Ni含量一定时,Al含量的增加则会从整体上减小镀层的腐蚀速率.Zn-0.05%Al-0.05%Ni合金镀层的耐腐蚀性能最好.
- 作者：
- 邵大伟
- 学位授予单位：
- 陕西理工学院
- 专业名称：
- 材料加工工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2013年
- 导师姓名：
- 贺志荣
- 中图分类号：
- TG174
- 关键词：
- 热浸镀锌；Zn-Al-Ni镀层；显微组织；表面性能；耐蚀性能
- hot-dip galvanizing； Zn-Al-Ni coating； microstructure； surface property； corrosion resistance