熱浸鍍Galfan(Zn-5%Al-0.1%RE)合金鍍層具有比純鋅鍍層更好的耐大氣腐蝕性、加工成型性和涂覆性等,其應用范圍在不斷地擴展[1, 3]
Galfan鍍層由內層很薄的Fe-Zn-Al三元金屬間化合物和外層Zn-Al合金構成[4],其耐蝕性主要依賴于鍍層的外層合金
而外層合金組織隨合金浴中成分的波動和熱浸鍍工藝的不同呈現出不同的組織形貌并影響著Galfan鍍層的耐蝕性能
當合金中Al含量為5%時,合金組織為層片狀共晶組織,由于組織均勻且不存在粗大初生相,使合金表現出較好的耐蝕性能
Al的加入能有效抑制Fe-Zn合金反應,也可富集于鍍層表面形成具有保護性的Al2O3膜,腐蝕過程中形成含Al的腐蝕產物Zn6Al2(OH)16CO34H2O,可減小鍍層中Zn的流失[4,5,6]
Jonathon等[7]認為快速凝固的Zn-4.5%Al合金,由于晶粒尺寸的減小使單位面積的晶界長度增加,造成表面腐蝕活性升高;而冷卻速度增加使初生相細化,可改善合金的耐切邊腐蝕能力
David等[8]研究發現Al含量的波動會引起初生相所占的體積分數顯著變化,并影響著鍍層的厚度
Rosalbino等[9, 10]認為稀土元素的添加改善了Galfan合金的組織,提高了腐蝕產物的屏蔽作用,從而顯著提高了合金耐腐蝕性
雖然冷卻速度和Al含量對Zn-Al合金顯微組織的影響已有相關研究,但主要集中在亞共晶成分和過共晶成分的鑄造Zn-Al合金[11,12,13],而對共晶成分附近的Zn-Al合金組織與耐蝕性影響的研究甚少
同時,Zn-Al合金中添加的稀土多為La、Ce及其混合稀土[9, 10, 14~16],稀土Nd已在鎂合金和鋁合金中得到了廣泛的應用[17,18,19,20],但缺乏其在鋅鋁合金中的研究
此外,在我們前期研究中發現,添加0.06%Nd的Zn-5%Al合金表現出較好的組織形貌和耐腐蝕性能[21]
故本文對不同冷卻速度和Al含量的Zn-Al合金進行研究,分析了合金凝固組織與耐蝕性的關系,并探討了添加0.06%Nd對Zn-Al合金組織和耐蝕性的影響
1 實驗方法
實驗所用材料為高純Zn(≥99.995%)、電解Al(≥99.997%)和Al-Nd中間合金
采用熔配法在SG2-1.5-6型電阻爐中進行合金的熔煉,坩堝選用剛玉坩堝,整個熔煉過程采用高純氬氣保護
設計的合金中Al含量
聲明：
“冷卻速度及鋁含量對含Nd的Zn-Al合金組織和耐蝕性的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：曹祖軍,翁天宇,孔綱,車淳山,王彥啟
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2025年07月24日 ~ 26日 
