热浸镀Galfan(Zn-5%Al-0.1%RE)合金镀层具有比纯锌镀层更好的耐大气腐蚀性、加工成型性和涂覆性等,其应用范围在不断地扩展[1, 3]
Galfan镀层由内层很薄的Fe-Zn-Al三元金属间化合物和外层Zn-Al合金构成[4],其耐蚀性主要依赖于镀层的外层合金
而外层合金组织随合金浴中成分的波动和热浸镀工艺的不同呈现出不同的组织形貌并影响着Galfan镀层的耐蚀性能
当合金中Al含量为5%时,合金组织为层片状共晶组织,由于组织均匀且不存在粗大初生相,使合金表现出较好的耐蚀性能
Al的加入能有效抑制Fe-Zn合金反应,也可富集于镀层表面形成具有保护性的Al2O3膜,腐蚀过程中形成含Al的腐蚀产物Zn6Al2(OH)16CO34H2O,可减小镀层中Zn的流失[4,5,6]
Jonathon等[7]认为快速凝固的Zn-4.5%Al合金,由于晶粒尺寸的减小使单位面积的晶界长度增加,造成表面腐蚀活性升高;而冷却速度增加使初生相细化,可改善合金的耐切边腐蚀能力
David等[8]研究发现Al含量的波动会引起初生相所占的体积分数显著变化,并影响着镀层的厚度
Rosalbino等[9, 10]认为稀土元素的添加改善了Galfan合金的组织,提高了腐蚀产物的屏蔽作用,从而显著提高了合金耐腐蚀性
虽然冷却速度和Al含量对Zn-Al合金显微组织的影响已有相关研究,但主要集中在亚共晶成分和过共晶成分的铸造Zn-Al合金[11,12,13],而对共晶成分附近的Zn-Al合金组织与耐蚀性影响的研究甚少
同时,Zn-Al合金中添加的稀土多为La、Ce及其混合稀土[9, 10, 14~16],稀土Nd已在镁合金和铝合金中得到了广泛的应用[17,18,19,20],但缺乏其在锌铝合金中的研究
此外,在我们前期研究中发现,添加0.06%Nd的Zn-5%Al合金表现出较好的组织形貌和耐腐蚀性能[21]
故本文对不同冷却速度和Al含量的Zn-Al合金进行研究,分析了合金凝固组织与耐蚀性的关系,并探讨了添加0.06%Nd对Zn-Al合金组织和耐蚀性的影响
1 实验方法
实验所用材料为高纯Zn(≥99.995%)、电解Al(≥99.997%)和Al-Nd中间合金
采用熔配法在SG2-1.5-6型电阻炉中进行合金的熔炼,坩埚选用刚玉坩埚,整个熔炼过程采用高纯氩气保护
设计的合金中Al含量
声明：
“冷却速度及铝含量对含Nd的Zn-Al合金组织和耐蚀性的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：曹祖军,翁天宇,孔纲,车淳山,王彦启
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2025年05月16日 ~ 18日 
