Ni 含量对热浸 Zn-Al-Ni 合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响

为了提高热浸镀锌层的耐腐蚀性能,向Zn-0.01%Al镀浴中添加少量Ni,在Q235钢表面获得Zn-Al-Ni热浸镀锌合金层,并用光学显微镜观察了镀层的组织,通过全浸腐蚀实验表征了镀层的耐腐蚀性能。结果表明:随着镀浴中Ni含量的增加,Zn-Al-Ni镀层的腐蚀速率先减小,后增大,当Ni含量为0.05%时,镀层的耐腐蚀性能最好;可以通过降低ζ相层的厚度以及增大δ相层的厚度,来提高镀层的耐腐蚀性能。     

第三代汽车钢合金化热浸镀锌层的组织与性能研究

采用热浸镀的方法制备了不同Ti含量的Zn-0.5Al-xTi(A系列)和Zn-5Al-xTi(B系列)镀层,对比分析了Ti含量对镀层显微组织、硬度、镀层厚度和耐蚀性能的影响。结果表明,随着Ti含量增加,A系列和B系列镀层的表面晶粒尺寸都呈先减小而后增大的特征;相同Ti含量下,B系列镀层表面麻点相对A系列镀层表面更少、表面质量更好。随着Ti含量的增加,A系列和B系列镀层表面硬度呈现先增加而后减小的特征,A系列和B系列镀层分别在Ti含量为0.07wt%和0.10wt%时表面硬度取得最大值,且B0.10镀层表面显微硬度高于A0.07镀层。随着Ti含量增加,A系列镀层厚度先减小后增加,而B系列镀层厚度呈现逐渐减小特征。随着Ti含量的增加,镀层的盐雾腐蚀速率与全浸腐蚀速率的变化趋势基本相同,即随着Ti含量增加,A系列镀层的腐蚀速率先增加后减小然后又增加,B系列镀层镀层的腐蚀速率先减小而后增加。在相同Ti含量下,B系列镀层的耐腐蚀性能都优于A系列镀层的,且B0.10镀层具有最佳的耐腐蚀性能。     

微量Er对汽车用热浸镀锌镀层组织与性能的影响

采用热浸镀方法在汽车钢表面制备了不同Er含量的热浸镀锌镀层,研究了Er含量对镀层显微组织、硬度、厚度和耐蚀性的影响。结果表明:随着Er含量的增加,镀层平均晶粒尺寸呈现先减小而后增大的特征,且在Er质量分数为0.10%时取得最小值,添加适量Er可以在细化晶粒的同时改善表面质量。添加Er合金镀层的表面硬度平均值均高于Zn-0.6Al-0Er合金镀层的,且随着Er含量增加,镀层表面硬度呈现先增加而后减小特征,当Er质量分数为0.10%时硬度最大,而镀层厚度随Er含量的增加呈现逐渐减小特征;随着Er含量的增加,镀层平均腐蚀速率呈现先减小而后增大特征,Zn-0.6Al-0.10Er合金镀层具有最佳耐蚀性。     

Al和RE对Zn-Al合金镀层组织和耐蚀性的影响

采用烘干溶剂法在Q235钢表面获得Zn-(0.02~5)%Al和Zn-5%Al-0.05%RE(质量分数)合金镀层,用光学显微镜和扫描电镜观察合金镀层的宏观形貌和表面、断面组织形貌,用能谱仪分析合金镀层的合金元素分布,分别用中性盐雾实验和全浸腐蚀实验研究合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明,锌浴中Al的质量分数为0.02%时,Zn-Al合金镀层的光亮度最好,随着Al含量增加光亮度下降;Zn-Al基合金镀层中,从外层的η相到接近钢基体的T相中,Zn含量逐渐减少,Fe和Al含量逐渐增加;随着镀浴中Al含量增加,热浸镀Zn-Al合金镀层的腐蚀速率减小;添加稀土元素能提高Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能。     

热浸纯Zn和Zn-0.05Ni合金镀层组织性能的对比

采用组织分析、硬度测试和腐蚀实验等方法对比研究了在Q235钢板表面分别热浸纯Zn和Zn-0.05Ni合金镀层的组织和性能.结果表明,在Zn浴中加入Ni后,可抑制Q235钢的硅反应性,消除圣德林效应带来的镀层表面发灰现象,获得外观质量较好的合金镀层.与纯Zn镀层相比,Zn-0.05Ni合金镀层流动性好,锌耗少;镀件表面光滑、平整、美观;镀层厚度薄,硬度高,耐蚀性好.     

Ti含量对热浸镀Zn-Al-Ti合金镀层形貌和性能的影响

为了研制新型热镀锌合金,提高镀层性能,本研究在锌液中加入不同含量的Ti,配制成Zn-0.5Al-x Ti(x=0、0.03%、0.05%、0.07%、0.10%和0.12%,质量分数)合金镀浴,并在低碳钢板上进行了施镀。用光学显微镜、显微硬度计和全浸腐蚀实验对镀层的形貌和性能进行了表征。结果表明,添加适量Ti能有效减少锌灰、浮渣、锌瘤和镀层厚度,提高镀层的表面质量。随着Ti含量增加,镀层表面光洁度先降低后升高,镀层表面晶粒尺寸先减小后增大,镀层显微硬度和腐蚀速率先增加后减小再增加。当Ti含量为0.07%时,镀层的厚度较薄,镀层的光洁度、硬度和耐蚀性较好。     

热浸Zn-Al-Mg合金镀层的显微组织和摩擦性能

用光学显微镜、维氏硬度计和摩擦磨损试验机对Zn-2Al-x Mg(x=0、0.5、1.0、1.5,质量分数,%)合金镀层的显微组织、硬度和摩擦性能进行了观察分析。结果表明,随Mg含量增加,合金镀层晶粒细化,硬度提高。在相同载荷下,随Mg含量增加,4种合金镀层的摩擦因数相近,耐磨时间先增加后减小,其中含1%Mg的合金镀层耐磨时间最长。Zn-2Al-1Mg合金镀层的耐磨性优于Zn-2Al合金镀层。     

第三代汽车钢表面合金镀层的性能

采用热浸镀方法在第三代汽车钢表面制备了3种不同组分的合金镀层,研究了Al含量和Si元素添加对合金镀层物相组成、显微组织、显微硬度、耐腐蚀性能的影响。结果表明:Zn-0.6Al-1.6Mg、Zn-1.8Al-1.6Mg和Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层的主要物相都为Zn、Al和MgZn_2,在Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层中还出现了黑色的针状Mg_2Si相,增加Al含量和添加Si元素后,合金镀层的晶粒更加细小、组织均匀性提高;Zn-0.6Al-1.6Mg、Zn-1.8Al-1.6Mg和Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层的显微硬度分别为164.5、186.1、195.4 HV,不同组分的合金镀层的耐腐蚀性能从高至低顺序为Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25SiZn-1.8Al-1.6MgZn-0.6Al-1.6Mg,在合金镀层中增加Al含量或者添加Si元素都有助于提升合金镀层的显微硬度和耐腐蚀性能。     

公路护栏钢Q345的表面镀锌与性能

采用热浸镀法在公路护栏钢Q345表面制备了10种不同组分的低Al镀锌层,采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和盐雾腐蚀试验箱等手段,研究了Al、Mg和Si元素对表面镀层显微组织、硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明,Zn-0.6Al-xMg(x=0、1.2)、Zn-1.8Al-1.2Mg和Zn-1.8Al-1.2Mg-0.26Si镀层的物相组成都为Zn、Al、MgZn_2和Fe_2Al_5相;增加Al含量或者Mg含量有助于镀层晶粒细化和组织均匀化,且Si元素的添加有助于进一步细化镀层晶粒;当Mg 1.2%时,Al含量更高的B系列镀层的硬度会高于相同Al含量的A系列镀层,而Mg 1.2%时,B4镀层硬度略低于A4镀层;添加Si的C1和C2镀层的硬度高于A系列和B系列镀层。全浸腐蚀与中性盐雾腐蚀试验结果相吻合,即镀层耐腐蚀性能从高至低顺序为:C1 C2 A4 B4 B3 A3 B2 A2B1 A1,添加0.13Si的C1镀层具有较高的硬度以及最佳耐腐蚀性能。     

Ni和Ti协同作用对Q235钢热镀锌层组织性能的影响研究

研究了锌池中微量合金元素Ni和Ti协同作用对Q235钢热浸镀锌层组织性能的影响。将Q235钢分别在Zn-0.03%Ni-0.02%Ti、Zn-0.06%Ni-0.02%Ti、Zn-0.06%Ni-0.03%Ti、Zn-0.06%Ni-0.04%Ti以及Zn-0.05%Ni-0.03%Ti锌池中热浸镀0.5~5 min,然后用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪分析了镀层组织结构及厚度的变化。实验结果表明,锌池中添加0.03%Ni-0.02%Ti基本能抑制Q235钢合金层的Fe-Zn反应,且随Ni或Ti含量的增加,抑制效果更加明显。但是当Ti含量大于0.03%时,镀层中会形成溶解有少量Ni的Zn-Fe-Ti三元化合物,且随Ti含量的增加,三元化合物的量也逐渐增加。     

稀土铈对Ni-P镀层组织和性能的影响

目的研究稀土铈对Ni-P镀层表面组织、沉积速率和耐腐蚀性能的影响,提高沉积速率,改善镀层表面质量,进而提高镀层的耐腐蚀性能。方法采用酸式化学镀方法在50钢基体表面制备了添加稀土铈的Ni-P合金镀层,研究稀土铈的添加量对Ni-P合金镀层表面组织形貌和性能的影响。采用金相显微镜观察镀层表面组织形貌,参照GB/T13913—2008计算镀层沉积速率;使用HV-1000Z型显微硬度计测定合金镀层的硬度,采用均匀腐蚀全浸试验法测试合金镀层在5%NaCl溶液和10%NaOH溶液中的耐蚀性能。结果稀土铈的添加量为40 mg/L时得到的合金镀层组织细小、均匀、平整、致密,沉积速率达到最大值10.4 mg/(cm2·h)。随着稀土铈添加量的增加,镀层硬度明显增大,在稀土铈质量浓度为60 mg/L时,最大硬度值达到487.2HV,硬度提高了13.5%。Ni-P合金镀层在5%NaCl和10%NaOH溶液中耐腐蚀实验结果表明,未添加铈的镀层腐蚀速率最大,添加稀土铈的镀层腐蚀速率呈现先降低后增加的趋势,稀土铈质量浓度为40 mg/L时,镀层的腐蚀速率最低。结论稀土铈可以明显改善镀层表面质量,提高镀层沉积速率、硬度和耐腐蚀性能。     

Mg和RE元素对热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层组织和性能的影响

热浸镀制备了6种不同成分的Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-RE合金镀层,并对镀层的厚度、硬度、表面和截面的组织结构、耐蚀性进行了分析,研究了Mg、RE元素对热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层组织和性能的综合影响。结果表明:添加RE后,合金镀层的厚度减小。镀层的厚度随着镁含量的减小而呈现增大。一部分合金镀层的硬度因稀土和镁含量的增大而增大。Mg和RE的添加使镀层组织细化,镀层质量优化。镀层耐蚀性也随着Mg和RE的添加而增强。     

脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层腐蚀特性研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法研究了脉冲电沉积法制各纳米晶Ni和纳米晶Ni-Co合金镀层的组织结构、表面形貌和成分.用浸泡法和电化学极化法研究了纳米晶Ni和不同Co含量的纳米晶Ni-C0合金镀层在3.5%NaCl(质量分数,下同)和5%HCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:通过脉冲电沉积法制各的Ni和Ni-Co合金镀层具有典型的纳米晶结构; 随着含Co量的增加,镀层的晶粒尺寸减小,硬度增加;所制备的纳米晶Ni-Co合金镀层组织结构均匀致密,其在3.5%NaCl溶液和5%HCl溶液中的耐蚀性均优于纳米晶Ni镀层;纳米晶Ni-Co合金镀层在3.5%NaCl溶液的浸泡腐蚀中腐蚀极少,表现出优异的耐腐蚀性能,而在5%HCl溶液中的腐蚀形态则为均匀腐蚀.     

热浸时间对纯锌和含锌RE合金镀层力学性能的影响

研究了热浸时间对Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层中元素分布、厚度的影响,及对IF钢抗弯曲强度和镀层硬度的影响。结果表明:镀层的厚度随热浸镀时间的增加而增大,同时镀层中间过渡层的厚度随时间增加而增大;随着热浸镀时间的延长,纯锌镀层和合金镀层试样的抗弯曲能力都呈下降趋势,且合金镀层试样下降的更为明显;随着热浸时间的延长,纯锌镀层的硬度减小,而合金镀层的硬度增加。Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层的综合力学性能优于纯锌镀层的。     

Al和Si对热浸Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性的影响

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜、全浸腐蚀及中性盐雾腐蚀试验等方法,对比研究Zn-0.5Al-1.5Mg、Zn-2Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si(质量分数,%)合金镀层的组织与性能,探讨Al和Si对热浸Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明:三合金镀层的组成相是Zn相、Al相和Mg Zn2相;Zn-0.5Al-1.5Mg合金镀层由块状富Zn相和晶界Zn+MgZ n2二元共晶组织组成,Zn-2Al-1.5Mg合金镀层由块状富Zn相和晶界Zn+Al+MgZ n2三元共晶组织组成,Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层由块状富Zn相、晶界Zn+Al+Mg Zn2三元共晶组织和针状相Mg2Si组成;Al、Mg和Si主要分布在晶界,Al和Si有细化镀层晶粒作用,添加Si能提高Zn-Al-Mg合金镀层的耐腐蚀性能。     

化学镀镍-铜-磷三元合金层的制备及其组织与性能研究

对45钢表面用化学镀方法镀镍-铜-磷三元合金层,采用金相显微镜、扫描电镜能谱分析、X射线衍射和显微硬度计研究了镀层的组织、相结构和性能.结果表明,600℃×1 h热处理后,镀层由Ni基固溶体、Ni3P和Cu3P化合物相组成;镀层的硬度随着热处理温度升高先增大后降低,400℃热处理后的硬度最高;在相同的模拟酸性腐蚀条件下,Ni-Cu-P三元合金化学镀层与1Cr18Ni9不锈钢相比,具有更加良好的耐腐蚀性能.     

Ca含量对多孔Mg-Zn-Ca合金组织和性能的影响

研究了粉末冶金制备的多孔Mg-1Zn-xCa合金中Ca含量对合金孔隙度、显微组织、物相组成、抗压强度、显微硬度以及耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着Ca含量的增加,多孔合金的孔隙度降低,抗压强度和显微硬度均是先上升然后降低。当Ca含量为2%(质量分数)时,多孔Mg-1Zn-2Ca合金的抗压强度为35.6 MPa,显微硬度(HV)为51.2,分别比多孔Mg-1Zn合金提高46.5%和35.4%。SEM分析表明,随着Ca含量增加,多孔Mg-1Zn-2Ca合金孔壁(多孔材料基体)变得更加致密。XRD和EDS分析表明,多孔Mg-1Zn-2Ca合金由单相α-Mg固溶体组成;多孔Mg-1Zn-2.5Ca合金由α-Mg固溶体和Mg2Ca两相组成。耐腐蚀性能测试表明,多孔Mg-1Zn-xCa合金的腐蚀速率随着Ca含量的增加先降低而后略有增加,腐蚀48h后,多孔Mg-1Zn-2Ca合金的腐蚀速率最低为0.15mm·a~(-1),耐腐蚀性达到最佳。     

硅含量对热浸镀Zn-20%Al镀层组织和耐蚀性的影响

将Q235钢置于不同硅含量的Zn-20%Al熔池中浸镀不同时间,并将浸镀样品置于中性盐雾腐蚀试验箱中腐蚀,利用扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪观察镀层的组织结构和腐蚀产物,研究了硅含量对热浸镀Zn-20%Al镀层组织及耐腐蚀性的影响。结果表明:随着熔池中硅元素的增加,合金层中周期性层状组织逐渐消失;添加少量的硅就可以强烈抑制铁铝之间的反应,减薄镀层的厚度;当硅含量增加到0.8%时,中间合金层由Fe Al_3相向Fe-Al-Si三元化合物τ_4相转变;硅的加入可以使腐蚀环境下的镀层表面形成一层致密的化合物Al_(3.21)Si_(0.47),较大程度地隔绝腐蚀环境,提高镀层耐腐蚀性。     

Ni-Fe合金镀层的微观结构与耐腐蚀性

在铜表面电沉积不同铁含量的Ni-Fe合金镀层。利用XRD、SEM和EDS表征了镀层的微观结构和成分,并对镀层硬度和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明:Ni-Fe合金镀层的铁含量随镀液中铁离子浓度的增大呈线性增加,它们均为简单面心立方固溶体结构;铁含量低于32.81%时,各镀层硬度均较高,铁含量增大至40.7%时,硬度显著降低;随着镀层中Fe含量的增加,镀层的耐腐蚀性能先减弱后增强,铁含量为32.81%的镀层表现出较好的耐蚀性,但铁含量增大至40.7%后,镀层的耐蚀性又变差。镍铁合金镀层在3.5%NaCl溶液的腐蚀行为表现为不均匀点蚀。     

Bi含量对热浸镀Zn-Bi合金镀层形貌和性能的影响

为了探索新的镀层成分,提高热镀锌层的性能,在锌液中加入不同含量的Bi,配制成Zn-x（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5wt%）合金镀浴,并在20钢表面进行了热浸镀。采用金相显微镜、显微硬度计和全浸腐蚀试验对镀层形貌与性能进行了表征。结果表明,随着Bi含量的增加,Zn-Bi镀液的流动性提高,镀件表面的平整度和光亮度提高,镀层的纯锌层厚度减小,显微硬度降低,耐蚀性能变差。Bi