热镀Zn-0.2%Al镀层中Fe-Al抑制层失稳机理及其热力学评估

作     者：刘力恒 车淳山 孔纲 卢锦堂 张双红 LIU Liheng;CHE Chunshan;KONG Gang;LU Jintang;ZHANG Shuanghong

作者机构：华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2016年第52卷第5期

页      面：614-624页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国际铅锌研究组织资助项目ILZRO/IZA/CN201212 广东省教育部产学研结合项目2012B091100312 中央高校基本科研业务费项目2012ZM0011资助~~ 

主　　题：热镀锌 Fe2Al5 金属间化合物 热力学 Miedema模型 Toop模型 

摘      要：在450℃镀锌条件下,锌浴中加入质量分数为0.2%的Al,采用SEM观察镀层的结构特征,利用EDS定量分析相的微区成分,利用其线扫描和面扫描定性分析镀层截面元素变化情况.借助Miedema模型和Toop模型,计算了镀层中各二元Fe-Al,Fe-Zn和三元Fe_2Al_5Znx(h)金属间化合物(IMC)的热力学值,分析了随镀锌时间的延长,出现Fe_2Al_5抑制层失稳破坏而产生Fe-Zn反应的根本原因.结果表明,因为Fe-Al IMC比Fe-Zn IMC具有更稳定的热力学性质,钢基体与锌浴界面优先产生连续的Fe_2Al_5金属间化合物抑制层,抑制Fe-Zn反应,但随镀锌时间的延长,Fe_2Al_5的失稳破坏丧失对Fe-Zn反应的抑制作用,生成Fe Zn10(d)相.Fe_2Al_5抑制层的失稳机制有两种:一种是Fe_2Al_5/锌浴界面处Al的局部贫化导致Zn对Fe_2Al_5的侵蚀,形成Fe_2Al_5Znx,造成系统热力学稳定性降低,从而导致Fe_2Al_5被Zn侵蚀分解,同时在Fe_2Al_5/锌浴界面产生Fe Zn10(d)相;另一种是Zn通过Fe_2Al_5晶界向钢基体扩散,直接在Fe_2Al_5/钢基体界面产生d相,并引起Fe_2Al_5的迸发失稳.