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Er含量对Zn-Al-Mg合金组织和耐腐蚀性能的影响

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中国冶金 2024年第7期 68-73页

作者：刘广会徐呈亮滕华湘蒋光锐刘全利陈建军首钢集团有限公司技术研究院

为了研究Er元素的添加对Zn-Al-Mg合金微观组织和腐蚀性能的影响，分别熔炼了4种不同成分的合金，即Zn-1.7%Al-1.1%Mg-0.1%Er、Zn-1.7%Al-1.1%Mg-0.5%Er、Zn-7%Al-2%Mg-0.1%Er和Zn-7%Al-2%Mg-0.5%Er。通过SEM观察合金的组织和析出相，采用EDS分析不同组织和相的成分，并利用XRD检测确定析出相的比例。通过EPMA分析，研究Er2Zn17在不同成分四元合金中的面积分数以及分布规律。测试了Tafel曲线和Nyquist曲线，以研究不同成分合金的耐腐蚀性能。结果显示，Zn-1.7%Al-1.1%Mg-0.5%Er合金比Zn-1.7%Al-1.1%Mg-0.1%Er合金的腐蚀电流密度低，Zn-7%Al-2%Mg-0.5%Er合金比Zn-7%Al-2%Mg-0.1%Er合金的腐蚀电流密度低，说明随着Er含量的增加，合金的耐腐蚀性能进一步提高。最终结果表明，Er元素的添加可以细化合金的组织，提高合金的耐腐蚀性能。

关键词：含Er锌铝镁合金凝固组织耐腐蚀性 Er2Zn17 自腐蚀电流

Mn含量对Zn-Al-Mg合金组织和耐腐蚀性能的影响

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轧钢 2024年第2期41卷 78-84页

作者：刘广会徐呈亮秦汉成蒋光锐刘全利首钢集团有限公司技术研究院北京100043

为了使热镀锌产品获得更好的耐腐蚀性能,通过感应熔炼制备了3种不同Mn含量的Zn-Al-Mg合金铸锭,分别为Zn1Al1Mg0.5Mn、Zn1Al1Mg1.2Mn、Zn1Al1Mg2.5Mn,并分析了其凝固组织和腐蚀行为。结果表明:通过相图计算预测了含Mn的Zn-Al-Mg合金中Al... 详细信息

为了使热镀锌产品获得更好的耐腐蚀性能,通过感应熔炼制备了3种不同Mn含量的Zn-Al-Mg合金铸锭,分别为Zn1Al1Mg0.5Mn、Zn1Al1Mg1.2Mn、Zn1Al1Mg2.5Mn,并分析了其凝固组织和腐蚀行为。结果表明:通过相图计算预测了含Mn的Zn-Al-Mg合金中Al-Mn化合物类型为Al_(11)Mn_(4)、Al_(8)Mn_(5)、Al_(0.8)Mn;Zn1Al1Mg0.5Mn、Zn1Al1Mg1.2Mn合金的Al-Mn析出相分别为Al_(11)Mn_(4)、Al_(8)Mn_(5),随着Mn含量的增加,Zn1Al1Mg2.5Mn合金中的Al-Mn析出相为Al_(8)Mn_(5)和Al_(0.8)Mn,其中Al_(11)Mn_(4)和Al_(8)Mn_(5)相主要在共晶组织中析出,Al_(0.8)Mn主要在纯锌相内部析出;随着Mn含量的增加,自腐蚀电流密度降低,阻抗值增加,Zn1Al1Mg2.5Mn合金的耐腐蚀性最佳。这是因为Zn1Al1Mg2.5Mn合金中具有六方晶系结构的Al_(0.8)Mn弥散分布在纯锌相中,所产生的析出强化效应使合金的凝固组织更为细化,并且在腐蚀过程中能生成致密的氧化膜,减缓合金镀层的腐蚀速率,因此提高了合金的耐腐蚀性能。

关键词： Mn含量 Zn-Al-Mg合金凝固组织耐腐蚀性 Al-Mn化合物

冷却速率和稀土含量对Zn-Al-Mg合金组织和耐蚀性能的影响

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轧钢 2024年第3期41卷 53-63页

作者：徐呈亮刘广会刘武华蒋光锐李研滕华湘首钢集团有限公司技术研究院北京100043 首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200

为探究不同冷速条件下稀土元素对Zn-Al-Mg合金镀层的作用机理,以细化镀层组织、提升耐蚀性能,利用热力学计算、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)及电化学测试方法对Zn-1.7%Al-1.1%Mg合金在不同冷速(空冷、水冷、炉冷)及不同La、Ce稀... 详细信息

为探究不同冷速条件下稀土元素对Zn-Al-Mg合金镀层的作用机理,以细化镀层组织、提升耐蚀性能,利用热力学计算、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)及电化学测试方法对Zn-1.7%Al-1.1%Mg合金在不同冷速(空冷、水冷、炉冷)及不同La、Ce稀土元素含量条件下的凝固组织和耐蚀性能进行了系统研究。结果表明:运用热力学计算方法可以预测不同Ce含量Zn-Al-Mg合金在凝固过程中的析出相及对应的析出序列;对于不同La、Ce含量Zn-Al-Mg合金最先凝固生成LaZn_(13)/CeZn_(11)初晶相,之后依次生成富锌相、Mg_(2)Zn_(11)/MgZn_(2)相和富铝相。随着冷却速率的增加,合金的凝固组织变得更为细小,且凝固组织中的Mg_(2)Zn_(11)相逐渐转变为MgZn_(2)相。这是因为当凝固速率增大时,在Zn-Al-Mg合金体系中会发生Mg_(2)Zn_(11)←→MgZn_(2)的亚稳相转变。Tafel极化曲线测试和交流阻抗图谱测试(EIS)结果表明:当合金中稀土含量增加时,合金的耐蚀性有一定程度的提升;而当冷速增大时,其耐蚀性能有着较为明显的提升。细小的显微组织有利于提升合金的耐蚀性,故冷却速率仍是决定合金耐蚀性能的主要控制参数。

关键词： Zn-Al-Mg合金凝固组织耐蚀性冷却速率微量稀土La、Ce元素

6Al3Mg镀层抑制层形貌及其对镀层附着力的影响

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金属热处理 2023年第6期48卷 173-177页

作者：李研李铁军刘广会徐呈亮秦汉成首钢技术研究院北京100043 绿色可循环钢铁流程北京市重点实验室北京100043 首钢工学院北京100043

通过电化学剥离的方法去除钢表面6Al3Mg镀层并保留抑制层,采用扫描电镜、电子探针等手段对比了镀层附着力良好试样与镀层附着力不良试样的抑制层形貌。结果发现,6Al3Mg镀层产品抑制层形貌为颗粒状组织,在镀层与基体界面位置,Si与Al元素... 详细信息

通过电化学剥离的方法去除钢表面6Al3Mg镀层并保留抑制层,采用扫描电镜、电子探针等手段对比了镀层附着力良好试样与镀层附着力不良试样的抑制层形貌。结果发现,6Al3Mg镀层产品抑制层形貌为颗粒状组织,在镀层与基体界面位置,Si与Al元素呈现完全重合的状态,由于镀层内部Al元素较多,可采用Si元素的分布状态表征其抑制层形成情况。镀层附着力良好的试样,其Si元素分布呈现连续状态,抑制层形成良好,通过扫描电镜可观察到密集的颗粒状抑制层;而镀层附着力不良的试样,Si元素分布不连续,抑制层形成不良。

关键词： 6Al3Mg镀层抑制层附着力电化学剥离

The Solidification and Corrosion Behavior Determination of the Ti/B Added Zn-Al-Mg Alloys

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2022年第4期37卷 707-715页

作者：徐呈亮 TENG Huaxiang JIANG Guangrui LI Yan LI Min LIU Guanghui Shougang Research Institute of Technology Shougang Group Co.LtdBeijing 100043China

The solidification and corrosion behavior of the Ti/B added Zn-Al-Mg alloys were experimentally investigated by means of microstructure characterization and electrochemical test.The basic calculations were carried out to predict the characteristics of the Ti-added Zn-Al-Mg alloys.The Zn-Al-Mg ingots with minor doping of Ti/B were prepared and solidified under different cooling rate,including air cooling,water quenching and furnace cooling.The scanning electron microscopy(SEM)and the X-ray diffraction method(XRD)were used to determine the microstructures and phase types of the alloy samples.It could be discovered that trace TiAl3 particles were dispersed in the Ti/B added alloy samples which provide the heterogeneous nucleation sites to refine the size of the dendrites and the eutectic microstructures.More fined microstructures with the addition of both Ti and B were obtained compared with those with the merely addition of Ti,and the water cooled alloys presented the finest microstructures due to the fastest cooling rate.It could also be noticed that with the increasing solidification rate,the percentage of the MgZn_(2) phase turned out to be higher because of the Mg_(2)Zn_(11)↔MgZn_(2) transition,which is in consistent with the results in the actual hot-dip galvanizing process.Electrochemical experiments in the previous work included methods the of the Tafel polarization test and the electrochemical impedance spectroscopy test(EIS).Results show that the quenched Zn-Al-Mg alloy with the addition of both Ti and B takes on best corrosion resistance.Consequently,the addition of certain amount of Ti/B elements and the appropriate elevation of the cooling rate will be the practicable approaches to optimize the microstructure and the corrosion resistance of the Zn-Al-Mg coatings in the actual galvanizing process.

关键词： Ti/B added Zn-Al-Mg alloy cooling rate solidification corrosion resistance

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厚规格镀铝锌产品锌花尺寸及均匀性控制研究

轧钢 2022年第4期39卷 61-69页

作者：徐呈亮滕华湘刘新华郭海涛李文通黄旭首钢集团有限公司技术研究院北京100043 首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200

针对1.5 mm以上厚规格镀铝锌DX51D+AZ产品易出现边部锌花不均、锌花尺寸偏大等问题,采用扫描电镜(SEM)、辉光分析(GDS)、三维形貌测试等方法对厚规格镀铝锌DX51D产品锌花不均缺陷机理和锌花尺寸控制理论进行了系统分析,发现造成产品边... 详细信息

针对1.5 mm以上厚规格镀铝锌DX51D+AZ产品易出现边部锌花不均、锌花尺寸偏大等问题,采用扫描电镜(SEM)、辉光分析(GDS)、三维形貌测试等方法对厚规格镀铝锌DX51D产品锌花不均缺陷机理和锌花尺寸控制理论进行了系统分析,发现造成产品边部锌花不均缺陷的主要原因是基板表面粗糙度不均,通过炉辊更换、原料板形优化、炉辊变频器改造等措施,显著降低了该缺陷的发生率。结合热力学计算,发现锌花尺寸偏大的主要原因是镀后冷却能力不足,并探讨了微量Ti可以通过促进TiAl_(3)相形成从而起到细化凝固组织的作用。因此,提出了采用小锌花专用冷却装置并对原有移动风箱进行整体改造,以及添加微量Ti的措施,经过现场试制,锌花尺寸由2.9~3.0 mm减小至2.5~2.6 mm。采用上述措施后,锌花尺寸及均匀性控制水平得到显著提升。

关键词：热浸镀铝锌镀层锌花不均缺陷锌花尺寸控制基板表面粗糙度镀后冷却微量Ti

不同Mg含量铝锌镁产品镀层组织与耐蚀性研究

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轧钢 2023年第4期40卷 43-51页

作者：徐呈亮刘武华胡燕慧刘华赛韩赟滕华湘首钢集团有限公司技术研究院北京100043 首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200

针对热浸镀铝锌镁镀层产品(55%Al-Zn-1.6%Si-(0~3)%Mg)中不同Mg含量的镀层组织与耐蚀性进行了研究,旨在解决此类产品加工和使用过程中的表面缺陷,主要包括镀层组织不均、耐蚀性偏低、镀层表面捂水发黑等质量问题。采用扫描电镜(SEM)、X... 详细信息

针对热浸镀铝锌镁镀层产品(55%Al-Zn-1.6%Si-(0~3)%Mg)中不同Mg含量的镀层组织与耐蚀性进行了研究,旨在解决此类产品加工和使用过程中的表面缺陷,主要包括镀层组织不均、耐蚀性偏低、镀层表面捂水发黑等质量问题。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、辉光分析(GDS)、三维形貌测试、电化学测试等方法,对不同Mg含量镀铝锌产品进行了实验测定,发现Mg含量不同是造成镀层组织形貌、耐蚀性差异的重要原因,在一定范围内提高Mg含量有利于镀层组织均匀性及耐蚀性能的提升。对于镀层表面捂水发黑质量问题,镀层组织均匀性和表面钝化工艺共同决定此类缺陷的发生率。最后,通过热力学计算,探讨了添加微量Ti或B对控制铝锌镁晶粒尺寸的可行性,即添加Ti或B之后形成的TiAl_(3)相、AlB_(2)相有利于提高凝固组织的形核率,从而起到细化凝固组织的作用。

关键词：铝锌镁镀层凝固组织耐蚀性镀层发黑微量Ti/B

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基于多尺度相平衡计算的材料热力学课程建设

中国冶金教育 2018年第1期23卷 52-53,56页

作者：李长荣郭翠萍徐呈亮高江涛北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

基于多尺度相平衡计算与相组成设计理念,材料热力学课程教学与时俱进,增添了纳米热力学和界面热力学相关理论方法和技术手段等内容,启发和促进学生从不同尺度对先进新型材料进行探索和研发,提高科学研究水平。在此基础上,通过制作视频课... 详细信息

基于多尺度相平衡计算与相组成设计理念,材料热力学课程教学与时俱进,增添了纳米热力学和界面热力学相关理论方法和技术手段等内容,启发和促进学生从不同尺度对先进新型材料进行探索和研发,提高科学研究水平。在此基础上,通过制作视频课件,加强实践环节,多方面相互补充,协调统一,形成"材料热力学课程建设+"教学体系。

关键词：材料热力学课程建设材料优化设计

基于景观生态风险评估的景观生态网络的构建:以资源型城市临汾为例

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2811-2825页

作者：赵际剀于强徐呈龙马骏北京林业大学林学院北京100089

资源型城市景观结构的变化受到多种因素的综合影响,这导致了其景观生态质量的降低的可能性以及生态环境的脆弱性增加,景观生态质量对生态功能的流动与传递具有直接影响,因此在构建景观生态网络时应予以关注。基于2005—2020年中国山西... 详细信息

资源型城市景观结构的变化受到多种因素的综合影响,这导致了其景观生态质量的降低的可能性以及生态环境的脆弱性增加,景观生态质量对生态功能的流动与传递具有直接影响,因此在构建景观生态网络时应予以关注。基于2005—2020年中国山西省临汾市的土地利用数据进行分析,建立了一种景观生态风险评估模型,并分析了2005—2020年景观生态风险的时空特征。在充分考虑了生态系统抵抗力受到景观生态质量影响的前提下,以2020年景观生态风险评估为基础,通过MSPA法提取生态源地,运用最小累积抵抗力模型(MCR)构建廊道,并搭建了景观生态网络,并通过复杂网络方法探讨了景观生态网络的拓扑性质。研究区域内高风险地区和极高风险地区的面积呈现先上升后下降的趋势,整体风险水平有所下降。城市建设用地与采矿用地周边地区的风险相对较高,而森林和草地地区的风险则相对较低。研究区风险变化主要受采矿、城市扩张、政府政策、土地利用类型改变以及村落迁移等因素的影响。通过增边策略对景观生态网络进行优化,对比优化前后生态网络鲁棒性,发现增边策略增强了能量传输的畅通性和节点间的互联性,该生态风险评估模型结合潜在生态网络的构建有助于为资源型城市景观结构优化和生态安全体系建设提供理论支持。

关键词：矿区生态修复景观生态风险空间自相关生态网络复杂网络优化鲁棒性