熱浸鍍Al-Zn-In-Si和Al-Zn-Sn-Si鍍層的耐腐蝕性能及微觀組織研究.pdf

1、熱浸鍍鋁是一種簡(jiǎn)單高效的表面鍍層技術(shù)，鋼鐵鍍鋁后可以增強(qiáng)其耐腐蝕、耐候及抗高溫氧化等諸多性能，從而減少了鋼鐵因腐蝕而造成的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，延長(zhǎng)了鋼材的使用壽命，提高了經(jīng)濟(jì)效益。由于熱浸鍍鋁層表面的純鋁易鈍化，除了在含有較高Cl-的環(huán)境中外，一般情況下為陰極性鍍層，在鍍層有缺陷的情況下不能對(duì)基體提供有效的陰極保護(hù)，所以國(guó)外發(fā)展了具有全介質(zhì)犧牲陽(yáng)極性能的55％Al-43.4％Zn-1.6％Si合金鍍層，但55％Al-43.4％Zn-1.6％S

2、i合金鍍層的耐蝕性明顯低于熱浸鍍純鋁。為此，本文借鑒鋁合金犧牲陽(yáng)極的原理，對(duì)熱浸鍍純鋁進(jìn)行改進(jìn)，以期研究出一種既具有全介質(zhì)犧牲陽(yáng)極性能、而耐蝕性又好于55％Al-43.4％Zn-1.6％Si合金鍍層的熱浸鍍鋁層。
　　本文通過(guò)在鋁液中添加Zn、In、Sn等合金元素，采用熔劑法制備了表面光滑平整的熱浸鍍Al-Zn-Si、Al-Zn-In-Si、Al-Zn-Sn-Si鍍層試樣。實(shí)驗(yàn)中首先研究了添加Zn、In、Sn元素對(duì)鍍層的極化曲線和

3、全浸腐蝕實(shí)驗(yàn)失重的影響，其次分析了熱浸鍍Al-Zn-In-Si、Al-Zn-Sn-Si鍍層的組成、結(jié)構(gòu)，最后研究了熱浸鍍Al-Zn-In-Si、Al-Zn-Sn-Si鍍層在Cl-濃度下降時(shí)極性逆轉(zhuǎn)的情況，得出如下結(jié)論:
　　(1)在熱浸鍍Al-Zn-Si鍍層中，綜合確定含4％Zn、5％Zn、6％Zn的熱浸鍍層的耐蝕性較好;在Al-Zn-In-Si鍍層中，綜合確定Al-5％Zn-0.02％In-0.1％Si熱浸鍍層的耐蝕性最好;在A

4、l-Zn-Sn-Si鍍層中，綜合確定Al-4％Zn-0.06％Sn-0.1％Si熱浸鍍層的耐蝕性最好，其次是Al-5％Zn-0.06％Sn-0.1％Si鍍層。
　　(2)所有添加Zn、In、Sn的熱浸鋁鍍層的組織都是由表面的富鋁層和內(nèi)部的合金層組成，且鍍層與基體間為冶金結(jié)合。富鋁層由Al和白色針狀FeAl3組成，合金層中鐵鋁金屬間化合物為Fe2Al5和FeAl3，與純鋁鍍層相同。
　　(3)在0.12％NaCl溶液中，當(dāng)電位

5、達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，純鋁鍍層的開路電位與鐵的開路電位出現(xiàn)了交叉并穩(wěn)定在-0.66V左右，純鋁鍍層由陽(yáng)極性鍍層變?yōu)殛帢O性鍍層，鐵變成了陽(yáng)極，發(fā)生了極性逆轉(zhuǎn)。
　　(4)直至Cl-濃度下降為零，按電位由高到低的順序依次為:Al-5％Zn-0.02％In-0.1％Si、Al-4％Zn-0.06％Sn-0.1％Si及Al-5％Zn-0.06％Sn-0.1％Si的三種鍍層，其穩(wěn)態(tài)開路電位總是負(fù)于鐵的開路電位，總是陽(yáng)極性鍍層，不發(fā)生極性逆轉(zhuǎn)。
　

6、　(5)三種鍍層Al-5％Zn-0.02％In-0.1％Si、Al-4％Zn-0.06％Sn-0.1％Si及Al-5％Zn-0.06％Sn-0.1％Si在3.5％NaCl全浸實(shí)驗(yàn)中腐蝕速度低于純鋅鍍層和55％Al-43.4％Zn-1.6％Si鍍層;而在3.5％NaCl中Al-4％Zn-0.06％Sn-0.1％Si鍍層和Al-5％Zn-0.06％Sn-0.1％Si鍍層腐蝕電位低于55％Al-43.4％Zn-1.6％Si鍍層和純鋅鍍層，對(duì)鋼