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zn-al合金镀层低铬钝化膜的组成和耐蚀性

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海洋科学集刊 2006年第1期47卷 109-117页

作者：张杰朱松玲侯保荣李焰中国科学院海洋研究所青岛266071 青岛职业技术学院生物化工系青岛266071

Low concentration chromate conversion technology was successively applied on hot dip zn-al alloy coating. The primary dissolution of the active zn-rich phase within the coating immersed in the conversion solution associated with the evidence that the relative activities of each of the elements composing the al-zn coatings in the 0.5 mol/L H_ 2 SO_ 4 was zn > al > steel. XPS and AES analyses indicated that the chromate conversion film formed on the surface of the zn-al alloy coating consists of Cr(OH)_ 3 , Cr_ 2 O_ 3 , znO, al_ 2 O_ 3 , and TiO_ 2 . The results of CASS test confirmed that the corrosion resistance of zn-al alloy coating was improved remarkably after the chromate conversion treatment. The fingding that corrosion, especially local corrosion of zn-al alloy coating is remarkably reduced may be attributable to the fact that the chromate conversion film in prohibits the anodic and cathodic reactions of the corrosion process, and improves the surface state of the zn-al alloy coating.

关键词：钝化膜合金镀层 zn-al合金耐蚀性铬酸盐钝化热浸镀盐雾腐蚀试验耐蚀机理白锈钝化工艺

汽车轴承架用zn-al合金的液态模锻工艺研究

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热加工工艺 2019年第7期48卷 184-187页

作者：兰新武湖南汽车工程职业学院湖南株洲412001

采用不同的比压和浇注温度进行了汽车轴承架用zn-al合金的液态模锻,并进行了耐磨损性能和显微组织的测试与分析。结果表明:随比压从25MPa增大至65 MPa,浇注温度从550℃升高至630℃,汽车轴承架用zn-al合金试样的组织改善程度先增大后减小... 详细信息

采用不同的比压和浇注温度进行了汽车轴承架用zn-al合金的液态模锻,并进行了耐磨损性能和显微组织的测试与分析。结果表明:随比压从25MPa增大至65 MPa,浇注温度从550℃升高至630℃,汽车轴承架用zn-al合金试样的组织改善程度先增大后减小,耐磨损性能先提高后下降。与25 MPa相比,比压45 MPa使试样的磨损体积和平均晶粒尺寸分别减小了41%和33%;与550℃相比,浇注温度610℃使试样的的磨损体积和平均晶粒尺寸分别减小了49%和40%。汽车轴承架用zn-al合金的液态模锻工艺参数比压和浇注温度分别优选为45 MPa和610℃。

关键词：汽车轴承架 zn-al合金液态模锻耐磨损性能

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溶剂法热镀zn-al合金界面反应研究

溶剂法热镀Zn-Al合金界面反应研究

作者：王雅伟河北工业大学

学位级别：硕士

热浸镀锌是一种成本低廉、耐蚀性好的防护方法。热浸镀层耐蚀性能取决于界面层相组成、微观结构及热镀合金。热浸镀zn-al合金镀层其界面层相组成为Fe-al金属间化合物。研究其界面层形成特点对于进一步提高其性能具有重要意义。本文采用... 详细信息

热浸镀锌是一种成本低廉、耐蚀性好的防护方法。热浸镀层耐蚀性能取决于界面层相组成、微观结构及热镀合金。热浸镀zn-al合金镀层其界面层相组成为Fe-al金属间化合物。研究其界面层形成特点对于进一步提高其性能具有重要意义。本文采用溶剂法在430℃30℃温度范围内以Q235钢为基体制备了热浸镀zn-al合金镀层,利用扫描电镜、X射线衍射仪研究了浸镀温度、锌浴中al含量等对合金镀层界面层相组成及微观组织的影响。运用高温润湿性能测量研究了试验温度及锌浴中al含量等对zn-al合金与钢基体间润湿性能的影响。研究结果表明:zn-al合金与钢基体的润湿性能好坏取决于合金成分,与实验温度关系不大。随al含量的增加zn-al合金与钢基体初始润湿角度逐渐变大,润湿速度逐渐变慢。随温度升高zn-al合金与钢基体初始润湿角变化不大,但润湿速度逐渐加快。溶剂法热浸镀zn-al合金界面层微观组织形貌主要为片状及椭球状。其中片状组织为Feal相,椭球状组织为Feal相。热浸镀zn-al合金界面反应优先产生Feal相,然后Feal相逐渐转变为Feal相。锌浴中al元素含量越高,界面层中Feal相存在的时间越长。当锌浴中al含量较低(小于1%)时,热浸镀温度对界面层厚度影响不大,变化幅度仅为0.8μm左右;当锌浴中al含量为5%(Galfan)时,界面层厚度值随温度近似呈两条线性规律变化。热浸镀温度为430℃90℃时,Galfan合金界面层厚度随温度变化规律为y=0.05T-32。热浸镀温度为490℃30℃时,Galfan合金界面层厚度随温度变化规律y=1.02T-497。当浸镀温度较低时,随锌浴中al含量的增加其界面层厚度无明显差别;当浸镀温度较高时,随锌浴中al含量的增加,界面层厚度逐渐增加。说明在高温阶段,影响界面层生长的主要因素为al含量。

关键词：热浸镀界面层润湿性能溶剂法 zn-al合金热浸镀温度

钢筋混凝土结构中zn-al合金牺牲阳极材料的电化学性能研究

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钢筋混凝土结构中Zn-Al合金牺牲阳极材料的电化学性能研究

作者：唐维斌兰州理工大学

学位级别：硕士

阴极保护技术是解决氯盐侵蚀环境下混凝土结构中钢筋锈蚀的有效途径之一。目前锌及锌合金阳极材料由于其较高的电流效率,是在钢筋混凝土结构中应用最广泛的阴极保护材料。但是由于锌合金阳极材料本身含有Fe、Cu、Pb等杂质元素,严重影响... 详细信息

阴极保护技术是解决氯盐侵蚀环境下混凝土结构中钢筋锈蚀的有效途径之一。目前锌及锌合金阳极材料由于其较高的电流效率,是在钢筋混凝土结构中应用最广泛的阴极保护材料。但是由于锌合金阳极材料本身含有Fe、Cu、Pb等杂质元素,严重影响了锌阳极材料的电流输出、电流效率等相关电化学性能。如何有效的降低杂质元素的影响,提高阳极材料腐蚀溶解性及电化学性能是当前研究的热点问题。此外,阴极保护材料的性能不仅与材料本身有关,而且易受应用环境的影响,对应用环境的改善有利于提高锌合金阳极的活化程度,提高其对钢筋的保护性。因此,本文以zn-al合金阳极材料为研究的对象,采用合金化改性的方法研究了混合稀土(0.3La,0.7Ce)对zn-al合金阳极腐蚀溶解性及电化学性能的影响,通过zn-al(RE)合金的碱活化研究制备高碱性预制砂浆包裹阳极,并进行氯盐侵蚀环境下的有效性评价研究,主要研究成果如下:(1)对zn-al合金阳极的合金化改性研究,采用金相显微镜、X射线荧光(XRF)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)分析,并结合恒电流腐蚀测试、极化曲线测试和电化学阻抗测试等手段,研究了不同稀土含量对zn-al合金阳极材料电化学性能和耐腐蚀性的影响。研究结果表明:稀土元素(La,Ce)的添加对zn-al合金阳极的组织有明显细化作用,改善了zn-al合金阳极的表面溶解形貌,提高电流效率,进而提高电化学性能;而且随着稀土含量的增加zn-al阳极耐腐蚀性先提高后降低,当稀土含量为0.6%时,电化学性能和耐蚀性表现最佳。这主要是由于稀土元素(La,Ce)的加入对zn-al合金阳极组织具有明显细化作用,且表面腐蚀产物层具有主动防腐性能,降低腐蚀活性。(2)针对zn-al(RE)合金阳极的碱活化研究,采用循环伏安测试、极化曲线测试、电化学阻抗谱测试,研究zn-al(RE)合金在不同碱性(pH:12、13、14、>14)LiOH溶液中的腐蚀溶解性,并结合zn-al(RE)合金的腐蚀形貌(SEM)及腐蚀产物的XRD分析。结果表明:zn-al(RE)合金的腐蚀溶解性随LiOH溶液pH的提高而增强,当pH>14时,溶解性最好;随溶液pH的提高zn-al(RE)合金阳极表面的腐蚀产物由不易溶解的znO、zn(OH)逐渐转变为易溶解的LiznO,提高了zn-al(RE)合金阳极的腐蚀溶解性,碱性越高,溶解性越好。(3)结合zn-al合金阳极的合金化改性及高碱性环境下的活化研究,制备高碱性预制砂浆包裹阳极,借助盐溶液浸泡腐蚀及电迁移加速腐蚀试验,在盐溶液中采用钢筋电位“-780mV(SCE)”有效性准则,在混凝土中通过分析阴极保护电流、钢筋自腐蚀电位(E)、钢筋的外观形貌、锌合金阳极腐蚀产物微观形貌及组成,对自制锌合金阳极的有效性进行评价研究。结果表明:盐溶液中锌合金阳极保护钢筋的电位均满足“-780mV(SCE)”有效性准则,保护性良好;混凝土中牺牲阳极保护钢筋的自腐蚀电位(E)大于-276mV,钢筋锈蚀概率小于50%,锌合金阳极的保护电流密度大小为1μA·cm,满足EN12696-2000标准,结合混凝土中钢筋的外观形貌,表明自制锌合金阳极具有较好的保护性;与进口阳极相比,自制锌合金阳极包裹砂浆的pH较低,影响腐蚀溶解性,故其保护性有待进一步提高。

关键词： zn-al合金牺牲阳极稀土元素合金化改性电化学性能

连续铸挤工艺对zn-al合金微观纽织及室温力学性能的影响

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连续铸挤工艺对Zn-Al合金微观纽织及室温力学性能的影响

作者：张添威东北大学

学位级别：硕士

zn-al合金作为一种典型的超塑性合金,多年来人们对其进行了深入的研究。同时zn-al合金棒线材作为常用的热喷涂材料,广泛应用于钢结构防腐蚀领域中。通过轧制、等通道挤压（ECAP）、热挤压、高压扭转（HTP）等成形手段均可使zn-al合金获... 详细信息

zn-al合金作为一种典型的超塑性合金,多年来人们对其进行了深入的研究。同时zn-al合金棒线材作为常用的热喷涂材料,广泛应用于钢结构防腐蚀领域中。通过轧制、等通道挤压（ECAP）、热挤压、高压扭转（HTP）等成形手段均可使zn-al合金获得室温超塑性。然而这些成形方式存在工序复杂、浪费能源的缺点。连续铸挤（CASTEX）作为一种新型短流程成形手段,极具发展潜力与研究价值。目前对于连续铸挤zn-al合金的研究主要集中在变形过程中的金属流动组织演化以及铸挤态的组织调控等方面,然而其力学性能仍无法满足热喷涂棒线材的要求。因此,本文通过调节连续铸挤工艺中挤压比与铸挤轮转速两项重要参数,成功制备出不同规格的zn-al合金棒线材,可满足热喷涂棒线材的力学性能要求,并且获得了一定的室温超塑性。本实验借助扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）以及不同应变速率下的室温拉伸,对铸挤态zn-al合金进行了微观组织与力学性能的研究。搭建出连续铸挤zn-al合金成分-工艺-组织-力学性能之间的桥梁。本实验的主要结果如下:（1）调节连续铸挤zn5al合金的挤压比与铸挤轮转速,使其获得了一定的室温超塑性。当λ=6,n=8 r/min时,zn5al合金塑性最佳,伸长率可达123%,对应抗拉强度为160 MPa。在1×10-5～1×10-3 s-1的应变速率范围内,zn5AI合金的m值达到0.33。此工艺下合金中的η相平均晶粒尺寸为2.44 μm,无明显织构产生。（2）调节工艺使λ=6,n=14 r/min,此时zn10al合金获得了一定的室温超塑性。可达到173%的伸长率,抗拉强度为168MPa。在1×10-5～1×10-3 s-1的应变速率范围内,m值达到0.25。此工艺下合金中的η相平均晶粒尺寸为2.33 μm,无明显织构产生。（3）当铸挤轮转速固定为8 r/min时,随着挤压比由4增加到12.5,zn5al、zn10al合金的抗拉强度先降低后升高。其中zn5al合金的抗拉强度介于160～182 MPa;zn10al合金的抗拉强度介于170～245 MPa。伸长率均为先升高后降低,变化范围分别为37%～123%以及41%～122%。增大挤压比无法消除zn-al合金的片层组织,但可以使其由非基面织构转变为基面织构。其中当λ=6或11时,可使zn5al合金及zn10al合金满足热喷涂棒线材的力学性能要求。（4）固定挤压比为6,随着铸挤轮转速由10 r/min提高到16 r/min。zn5al合金的抗拉强度先降低后升高,介于155～190MPa,伸长率由113%降至46%;zn10al合金的抗拉强度先降低后升高,介于168～184MPa,伸长率先升至173%再降到38%。当λ=6时,不同铸挤轮转速下的zn-al合金均为非基面织构,且依然为粒状与片状的混合组织。为使热喷涂棒线材的力学性能满足供货要求,zn5al合金应控制铸挤轮转速不超过10 r/min;zn10al合金应控制铸挤轮转速为14 r/min以下。（5）研究了优化工艺后铸挤态zn5al合金以及zn10al合金的应变速率敏感性。在1×10-4 s-1的应变速率下,zn5al合金及zn10al合金的伸长率最高,分别为172%及177%;在1×10-5 s-1的应变速率下伸长率分别下降到119%和135%。铸挤态zn10al合金在1×10-2 s-1的应变速率下伸长率仍可达到102%。拉伸变形后zn-al合金的片层组织基本消失,且应变速率在1×10-2 s-1以下时仍保持等轴组织,而在1×10-3 s-1的应变速率下拉伸后,zn5al合金与zn10al合金的η相晶粒最细,分别细化至1.85μm和1.88 μm。应变速率降至1×10-4 s-1以下时η相晶粒开始粗化。（6）对连续铸挤zn22al合金进行了试制与工艺优化,但改变挤压比与铸挤轮转速尚未使其具备室温超塑性。当λ=11,n=8 r/min时,伸长率最高,达到87%,对应的抗拉强度为170 MPa。不同工艺下均存在大量的片层团域,部分片层组织通过连续粗化与不连续粗化形成了更粗的球状与片层形貌。

关键词： zn-al合金连续铸挤室温超塑性微观组织力学性能

机械镀zn-al合金工艺原理及无结晶形层研究

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机械镀Zn-Al合金工艺原理及无结晶形层研究

作者：芮雄壮昆明理工大学

学位级别：硕士

本论文的目的是研究zn-al合金机械镀的工艺原理及形成机理。本文通过观察实验,发现al粉由于化学性质活泼,表面被alO氧化膜覆盖,较难去除。因此,在机械镀过程中,必须对其表面状态进行调整,调整导致在镀覆过程中,zn、al粉在工件表面的... 详细信息

本论文的目的是研究zn-al合金机械镀的工艺原理及形成机理。本文通过观察实验,发现al粉由于化学性质活泼,表面被alO氧化膜覆盖,较难去除。因此,在机械镀过程中,必须对其表面状态进行调整,调整导致在镀覆过程中,zn、al粉在工件表面的共同吸附、沉积规律和单一zn粉在工件表面的吸附、沉积规律不同。通过观察实验确定了al粉的加料方式及加入形貌。用正交试验法确定了zn-al合金机械镀的工艺。用此工艺进行了zn-al合金机械镀的镀覆取样工作。通过对试样镀层的外观、孔隙率、结合强度、成分结构、耐腐蚀性能等的检测,发现zn-al合金镀层同zn镀层外观相近、无孔隙、与基体金属结合强度好,耐腐蚀性能优于zn镀层。zn-al合金镀层al含量偏低,这与加入al粉的形貌和粒径有关:片状al粉的粒径大,在镀液中的润湿分散性较差,在沉积时很难与小粒径的球状zn粉相匹配形成紧密堆积。颗粒状al粉只有粒径与zn粉大颗粒尺寸相当及比镀层厚度要小的al粉颗粒才被紧密堆积到镀层中。部分小粒径的al粉则可能在镀液中被反应消耗掉。大粒径的颗粒状al粉则易受冲击介质的撞击而脱落。因此,只有粒径与大颗粒的zn粉相当的al粉才出现在镀层中,造成镀层al含量偏低。用扫描电镜对镀层断面形貌进行分析时发现:镀层中的al粉颗粒与zn粉颗粒结合紧密,整个镀层表现为由金属微粉颗粒相互之间紧密堆积镶嵌形成的结构,其中的大颗粒有不同程度的变形,变形接触区有冷焊现象存在。这与zn镀层的结构相同,都是由金属微粉颗粒紧密堆积组成。对镀层中的金属微粉颗粒进行能谱成分分析发现:颗粒表面有少量Sn、M存在。这与Sn、M为机械镀中有关先导金属的理论是一致的。说明机械镀镀层的主体是由所加入的金属微粉颗粒经少量变形紧密堆积镶嵌而成,颗粒之间有反应结晶的先导金属存在。机械镀的整个镀覆过程在室温下进行,形层方式不同于电解结晶和冶金结晶。镀层的主体为添加的金属微粉不经过结晶在镀液系统及冲击介质的作用下紧密堆积镶嵌而成。金属微粉颗粒的表面存在从镀液中结晶生成的先导金属,先导金属的含量很少。镀层表现为局部(微量)有结晶,形成镀层主体的金属微粉整体无结晶,因此,从整体角度出发将其定义为无结晶形层。 zn-al合金机械镀镀层的无结晶形层机理可描述为:金属微粉在添加剂的协同作用下表面被活化、聚集成团,持续吸附、沉积到工件表面,在冲击介质的机械

关键词： zn-al合金机械镀机理无结晶耐腐蚀性

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连续热浸镀zn-al合金镀层表面龟纹研究

常州大学学报（自然科学版） 2017年第2期29卷 1-6页

作者：苏旭平刘兆彬刘亚吴长军常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164 江苏省材料表面科学与技术重点实验室(常州大学) 江苏常州213164 江苏省光伏科学与工程协同创新中心(常州大学) 江苏常州213164

连续热浸镀锌常在锌浴中添加al元素,以获得所需的镀层,满足工业应用。当al含量在一定量的范围内,镀层表面出现"龟纹"(网格状)现象,影响镀层表面质量。在锌锅al的质量分数(名义成分)为2.2%、2.4%、3.3%、4.2%、4.8%和5.2%时,连续热浸镀... 详细信息

连续热浸镀锌常在锌浴中添加al元素,以获得所需的镀层,满足工业应用。当al含量在一定量的范围内,镀层表面出现"龟纹"(网格状)现象,影响镀层表面质量。在锌锅al的质量分数(名义成分)为2.2%、2.4%、3.3%、4.2%、4.8%和5.2%时,连续热浸镀层均出现了龟纹。通过光学显微镜、扫描电镜能谱仪对出现龟纹的zn-al合金镀层表面形貌、成分和截面微观组织进行了分析。结果表明:树枝晶η-zn相的形核和长大是形成宏观上龟纹结构的主要因素;al含量的变化直接影响龟纹的大小,al含量越低,龟纹越明显,zn-2.2%al镀层的龟纹最明显;龟纹区显微组织呈现明显地凹凸不平,其中zn-4.8%al龟纹区域相对比较平坦,龟纹最不明显。

关键词：连续热浸镀锌龟纹 η-zn相 zn-al合金 Fe-al化合物

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热镀zn-al合金用搅拌器研制

金属制品 2017年第3期43卷 21-23页

作者：宗国良朱佟陈彦恺朱潇刘文涛钱东海无锡市鑫润工业炉有限公司上海市91251部队中低速机教研室

在石笼网用钢丝热镀锌铝合金生产中,钢丝表面镀层不平整,表面出现多处合金瘤等缺陷。根据钢丝热镀生产的实际情况,研制出适用于zn-al合金镀液的搅拌器,搅拌器使用温度450~470℃,合金镀液深度≤1 000 mm。选用直径200 mm推进式叶轮,选用1... 详细信息

在石笼网用钢丝热镀锌铝合金生产中,钢丝表面镀层不平整,表面出现多处合金瘤等缺陷。根据钢丝热镀生产的实际情况,研制出适用于zn-al合金镀液的搅拌器,搅拌器使用温度450~470℃,合金镀液深度≤1 000 mm。选用直径200 mm推进式叶轮,选用1Cr18Ni9Ti作为传动轴及搅拌叶轮材质,传动轴直径45 mm。研制的搅拌器解决了钢丝热镀生产过程中的表面质量问题。

关键词：热镀 zn-al合金搅拌器流量叶轮

超细纹理超塑性材料zn-al合金及其在无铅和地震减振装置方面的应用(英文)

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光散射学报 2005年第3期17卷 222-225页

作者： Koichi Makii Atsumichi Kushibe Tsutomu Tanaka Kenji Higashi Materials Research. Laboratories Kobe Steel Ltd. 5-5 Takatsukadai 1-chome Nishi-ku Kobe (651-2271) JapanR & Institute Takenaka Corp. 5-1 1-chome Ohtsuka Inzai Chiba (270-1395) JapanDep. of Met. and Mat. Sci. Osaka Pref. University Gakuen-cho 1-1 Sakai(599-8531) Japan Dep. of Met. and Mat. Sci. Osaka Pref. University Gakuen-cho 1-1 Sakai(599-8531) Japan

Since the Great Hanshin Earthquake in 1995, many investigations on the seismic damper have been made. On the other hand, it also theoretically projected that ultra fine grained zn-al alloys could show superplasticity at low temperatures [1-4]. Authors tried to make a massive ultra fine grained zn-22 mass % al alloy by means of TMCP (thermo-mechanical controlling process). The superplastic zn-al alloy is not susceptible to strain deterioration because it has a low work-hardening rate and, thus, does not accumulate strain significantly when deformed plastically. On the other hand, since its work hardening rate is low, plastic deformation proceeds locally, required plastic energy can’t be sufficiently obtained and local fracture and local deformation instability can take place easily. The structural designer must overcome the strain localization resulting from the low work-hardening rate. Several types of seismic dampers were successfully developed with overcoming the local deformation instability. Three types of seismic dampers were finally developed.

关键词：超细纹理超塑性材料 zn-al合金地震减振装置机械控制过程