真空镀锌镁合金镀层微观结构表征

采用真空蒸发镀膜方法,在电镀锌板表面沉积一定厚度Mg,然后对其进行合金化退火处理获得了新型锌镁合金镀层。并结合扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等方法对锌镁合金相形成类别及微观结构进行了表征。结果表明,经300℃左右热处理获得的锌镁合金相主要为MgZn2,TEM观察到的MgZn2多为长方形齿状,合金层中存在Zn和Mg两元素含量比例基本恒定且无梯度变化的区域。镀层表面还存在微量MgCO3、MgO及Mg(OH)2;MgO不仅存在于表面,也存在于镀层之中。     

连续热浸镀铝硅钢板镀层微观结构研究

 热浸镀铝硅钢板具有优良的耐热性、耐腐蚀性、耐高温氧化性,目的是研究铝硅镀层钢板的镀层微观结构和性能。利用热镀锌模拟器在实验室条件下制备了热浸镀铝硅镀层钢板,通过扫描电镜、电子探针对镀层的微观组织结构、镀层中元素的平面分布进行了观察,利用X-射线研究了铝硅镀层的物相组成,利用盐雾试验研究了镀层钢板的耐腐蚀性能。结果表明,铝硅镀层由占主要富铝的树枝晶、树枝晶间的铝硅二元合金、铁铝界面层及分布于基体中的块状相组成,镀层组织均匀,结合较好,耐蚀性优良。     

热浸镀低合金高强钢Zn-Al-Mg镀层的组织结构表征

 热浸镀锌铝镁镀层因其具有更优异的切口保护性能和耐腐蚀性能等而被广泛应用于汽车和家电领域,而锌铝镁镀层钢板的耐蚀性与其物相组成密切相关。因此,为了更好地研究热浸镀低合金高强钢Zn-Al-Mg镀层表面与截面的微观组织与物相结构组成,利用聚焦离子束(FIB)对镀层截面进行了微区加工和精抛,制备出了平整光亮无应力的待观察面。首先利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)初步分析了锌铝镁镀层表面与截面的微观组织形貌与成分,再利用电子背散射衍射技术(EBSD)菊池花样标定准确判定了锌铝镁镀层的物相结构与组成。研究表明,锌铝镁镀层表面与截面物相构成相同,均是由粗大枝晶状的初生富Zn相、相对细小鱼骨状或枝晶状的Zn-Mg二元共晶相和更为细小颗粒状或条状Zn-Mg-Al三元共晶相构成。另外还发现,在块状的初生富Zn相中均匀弥散分布着大量的纳米析出颗粒富Al相。经EBSD菊池花样标定准确判定了热浸镀锌铝镁镀层的物相结构,其中粗大枝晶状的初生富Zn相为具有密排六方结构的Zn相,相对细小鱼骨状或枝晶状的Zn-Mg二元共晶相为具有相同密排六方结构的Zn-MgZn₂,更为细小颗粒状或条状Zn-Mg-Al三元共晶相为Zn-MgZn₂-Al。另外,初生Zn相中析出的纳米级富Al相颗粒有效地提升了镀层的表面硬度。同时,在初生Zn相和共晶相的边缘均覆盖着一层MgZn₂相,该相可以有效地延缓腐蚀进程。     

Zn-Al-Mg 镀层的微观组织及相组成分析

Zn-Al-Mg镀层钢板具有优异的切口保护性能和耐大气腐蚀性能,但Zn-Al-Mg镀层的相组成至今尚存在争议。为了更好地控制Zn-Al-Mg镀层结构、镀层钢板的成形性和耐蚀性,利用SEM、XRD、GDS和TEM等设备分析了Zn-Al-Mg镀层钢板的微观组织,确定了Zn-Al-Mg镀层是由Zn、Al和MgZn₂三相组成。通过TEM分析发现,Zn-Al-Mg镀层与钢板的界面存在厚度为0.01 μm的Al-Fe合金层和厚度为0.1 μm的Zn-Mg合金层。     

X射线荧光法对钢板不同种类金属镀层质量的测定

采用X射线荧光法对钢板不同种类金属镀层质量进行了测定。试验结果表明,对于镀层为纯金属的镀层钢板,如电镀锌、热镀锌和电镀锡钢板等,可采用镀层金属作为X射线荧光法的特征元素;对于镀层为合金的钢板,如镀铝锌、镀铝硅、锌铝镁镀层钢板等,可采用基板Fe作为X射线荧光法的特征元素;另外,如果合金镀层中各元素成分相对稳定,也可采用镀层合金中含量较高且稳定的元素作为X射线荧光法的特征元素。研究建立的镀锌板、镀铝锌、镀铝硅和锌铝镁镀层质量的测定方法与重量法之间的偏差均小于3 g/m~2,方法相对标准偏差优于1.0%。     

热浸镀55%Al-43.4%Zn-1.6%Si合金镀层表面锌花尺寸不均原因及腐蚀特征

利用OM、SEM、EDS、XRD等研究55%Al-43.4%Zn-1.6%Si合金镀层表面锌花特征、合金元素分布规律;通过极化曲线研究镀层不同区域耐腐蚀行为,并探讨热浸镀形成过程及在腐蚀过程中组织演变规律。结果表明:不同尺寸特征的锌花其金相组织均是由垂直网格状树枝晶构成,且晶臂间距大小一致;不同尺寸锌花表面成分均是由Al、Zn组成,且含微量Si元素,Al、Zn元素约为2∶1;大小尺寸锌花的金属化合物层中α-{Fe,Al,Si}相数量不同是造成锌花尺寸不均的主要原因,锌花尺寸数值越小,IMC层中τ5相数量越多,凝固过程中形核点就会越多,形成的锌花尺寸就越细小;采用多点采集统计,不同尺寸特征的锌花其耐蚀性几乎相当。     

X—Ray荧光标准曲线法分析冷轧薄板镀层厚度方法研究

本课题分析了钢基板、钝化层X—Ray荧光图谱，利用标准工作曲线法（Empirical Correction Method），建立了钢基板表面镀层（Zn、Cr）厚度分析法，能满足涟钢冷轧一期热镀锌层、钝化层的分析要求。     

锌铝镁镀层钢板的镀层质量以及镀层中铝镁铁的测定

在锌铝镁镀层钢板生产中,单位面积上镀层质量和镀层中合金元素组成是产品质量的重要评价标准。试验对锌镁铝镀层的单位面积上镀层质量、镀层元素分布以及合金元素含量分别进行了探讨。利用重量法测定单位面积上镀层质量,腐蚀溶液由4.5g/L六次甲基四胺-盐酸(1+1)溶液组成。利用扫描电镜(SEM)观察镀层表面的形貌,并通过能谱仪(EDS)进行了微区元素成分分析,发现了不同物相在镀层中的分布特征及各元素在不同相中的分布规律。利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定了镀层中铝、镁、铁含量。按照实验方法采用ICP-AES测定热浸镀锌铝镁镀层钢板的镀层中铝、镁和铁,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)分别为0.80%、0.76%和1.4%,加标回收率为97%~102%。     

锌铝镁镀层钢板的镀层质量以及镀层中铝镁铁的测定

在锌铝镁镀层钢板生产中,单位面积上镀层质量和镀层中合金元素组成是产品质量的重要评价标准。试验对锌镁铝镀层的单位面积上镀层质量、镀层元素分布以及合金元素含量分别进行了探讨。利用重量法测定单位面积上镀层质量,腐蚀溶液由4.5g/L六次甲基四胺-盐酸(1+1)溶液组成。利用扫描电镜(SEM)观察镀层表面的形貌,并通过能谱仪(EDS)进行了微区元素成分分析,发现了不同物相在镀层中的分布特征及各元素在不同相中的分布规律。利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定了镀层中铝、镁、铁含量。按照实验方法采用ICP-AES测定热浸镀锌铝镁镀层钢板的镀层中铝、镁和铁,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)分别为0.80%、0.76%和1.4%,加标回收率为97%~102%。     

锌铝镁镀层黑变缺陷分析

钢材表面的锌铝镁镀层由于耐蚀性能优秀,近年来国内逐渐开始生产。针对锌铝镁镀层大生产中出现的一种黑变缺陷,采用了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等方法进行综合分析,最终确认该缺陷的微观本质表现是铝、镁元素在镀层表层更深的氧化,是带钢镀层表面大尺度上的不均匀氧化的反映。     

Zn-Al-Mg系热浸镀层钢板的研究进展

介绍了Zn-Al-Mg系合金镀层的发展及日本2家企业开发的2种高耐蚀性合金镀层钢板的性能,分析了添加合金元素对镀层组织的影响以及微观结构对镀层性能的影响,总结出合金镀层具有高耐蚀性的机理,指出了Zn-Al-Mg系高耐蚀热浸镀合金镀层的研究方向。     

Effect of Pb content on the surface topography and corrosion resistance of hot dip Zn-Al-Mg coatings

In this study,the effect of Pb content on the surface morphology and salt spray corrosion resistance of hot dip Zn-Al-Mg coatings was investigated.The results showed that the coating surface easily formed small grains of zinc spangle structures and that the salt spray corrosion resistance of the coating decreased when Pb content was greater than 0.01%.The microstructure and energy dispersive spectrum analysis of surface and cross-sectional areas was performed by scanning electron microscopy.Pb content present in the coating was analyzed by glow discharge spectrum.The results showed that the distribution of Pb in the coating was not uniform.The Pb content was segregated on the surface and at the cross-section of the Zn-Al-MgZn_2 ternary eutectic structure,especially,on the surface of the Zn-Al-MgZn_2 ternary eutectic structure.     

高耐蚀锌铝镁镀层研究现状

从锌铝镁镀层的熔池界面反应、镀层组织、表面和切边腐蚀机理、腐蚀产物类型变化等方面, 对高耐蚀锌铝镁镀层的研究进展进行了详细分析. 根据Al成分含量的不同, 将商用及实验室锌铝镁镀层分为"低铝"、"中铝"和"高铝"锌铝镁三种类型: 不同类型的锌铝镁镀层的金属间化合物层生长动力学存在差异, 为了控制镀层厚度, 应合理控制浸镀时间、温度与熔池成分; 凝固组织也存在差异, "低铝"与"中铝"会析出Al或Zn初晶、Zn/MgZn₂二元共晶组织、Zn/MgZn₂/Al三元共晶组织, "高铝"会产生富Al枝晶、枝晶间富Zn相、Mg₂Si相、MgZn₂相, 不产生共晶组织; 发生表面腐蚀时, "低铝"与"中铝"中MgZn₂相先电离, 并生成碱性锌盐、双层氢氧化物等致密的腐蚀产物, 抑制腐蚀; 发生切边腐蚀时, 锌铝镁会出现自修复现象, 在切边钢基或镀层破损处形成碱性锌盐, 保护基体.      

Z1．6A1．6M合金镀层组织结构及性能研究

对Z1．6A1．6M合金镀层的组织结构、冷弯性能及抗盐雾腐蚀性能进行了分析。结果表明,Al和Mg元素的加入使镀层中含有富锌相、富铝相和三元共晶相;不同相在力学性能上存在差异,使镀层韧性下降,冷弯过程中镀层层间产生微小开裂;镀层抗盐雾腐蚀性能较强,MgZn2在表面富集提高了镀层的抗盐雾腐蚀能力。     

等离子合金化AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层的组织与性能

在45#钢基体上采用等离子束合金化法制备AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层。采用SEM,EDS,XRD等研究高熵合金涂层的组织,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布。结果表明:采用等离子束合金化Al,Co,Cr,Cu,Mn和Ni等摩尔单质金属粉,在等离子束作用下45#钢基材中的Fe元素参与表面合金化,形成了厚度约为1 mm的AlCoCrCuFe_xMnNi七主元高熵合金涂层,涂层主要由BCC结构的枝晶和FCC结构的枝晶间组织组成。另外,还有σ相主要分布在枝晶间,涂层从表面到基材,体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵梯度变化。涂层的维氏显微硬度(HV0.2)达到670~400的梯度分布。     

Effects of Al contents on microstructure and properties of hot-dip Zn-Al alloy coatings on hydrogen reduced hot-rolled steel without acid pickling

A new hot-dip galvanizing method was employed on hot-rolled low carbon steel. The effects of Al contents on microstructure, micro-hardness and corrosion resistance of Zn-Al alloy coatings were systematically investigated. Phase composition, microstructure and element distribution in Zn-Al alloy coatings were analyzed using X-ray diffraction (XRD) and electron probe micro analysis (EPMA), respectively. It is found that Al content (0. 6–6. 0 wt. %) in galvanizing zinc affects surface quality and adhesion between coatings and matrix in the newly developed method. In addition, with increasing Al content, micro-hardness significantly increased due to the increase in Zn-Al eutectoid phases. Potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) also revealed that increase in Al plays a noticeable role in improving the corrosion resistance of Zn-Al alloy coatings.     

真空等离子喷涂HA/Ta复合涂层

羟基磷灰石(HA)具有良好的生物相容性和骨传导能力,采用等离子体喷涂技术在钛合金等金属基材上制备的HA涂层材料已在临床医学上被广泛使用。但是,HA涂层与钛合金基材之间较低的结合强度影响了植入物在体内的长期使用。本文采用真空等离子体技术制备钽(Ta)掺杂的HA涂层,以期在保持其良好生物学性能的同时提高其结合强度。HA/Ta复合涂层的微观形貌、元素组成和相组成由SEM及配套的能谱仪(EDS)和XRD分析技术表征。按ASTMC-633标准对涂层的结合强度进行了测试。将涂层试样浸泡于模拟体液中以评估其生物活性。结果表明:Ta增强HA涂层具有粗糙的表面和层状结构,其结合强度随着Ta含量的增加而增加。掺60%Ta(H4T6)涂层的结合强度达到37.2MPa,约为HA涂层的1.9倍。模拟体液浸泡试验显示,掺钽HA涂层表面形成了类骨磷灰石,表明具有良好的生物活性。