热镀锌铝稀土合金层的组织与性能研究

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微量添加稀土对锌基合金镀层性能的影响

微量添加稀土对锌基合金镀层性能的影响
2 1 试 验 材 料 .
蚀 产物 后 ,测 量 其失 重 率 ,确定 腐 蚀 速度 。腐 浊
速 度计 算式 如 下 :

试 验材 料 为纯 z 、z — l nN 合 金 ,其 中 n nA 、z . i 分 别添 加微 量稀 土 元 素 。制得 的合 金锭 块 分 别机 械切 削加 工 成 两 种 试 样 :一 种 是 直 径 1 r 0 m、长 a
9 8 察 实 验结 果 的重 现 性 。
洛 有 色 含 属
第 2 3卷
表 2 不 同 稀土 含 量 的锌 稀 土合 金在 3 5 ( t .% w )
№ a 溶 液 中 的 电 化 学 腐 蚀 速 度 和 浸 蚀 数 据
3 结 果 与 分 析
3 1 Z . E 合 金 . n R
了机 理分 析 。
0 0 m lLH L溶 液 。 试 样 采 用 垂 直 放 置 的 方 .1 o C / 式 ,浸蚀 时间 为 l 5个 昼 夜 。 浸 试 实 验 结 束 ,用 醋 酸铵 溶 液 ( H=6~6 5 p .)浸 泡去 除 试样 表 面腐
2 试 验 材 料 及 方 法
号发生 器 和 D 一0 WK 7 2型 精 密 温 度 控 制 仪 。 测 量
装 置 线路 图 与文 献 [ ]相 同 。 1
2 22 浸 蚀 法 . .
本 实 验 浸 蚀 介 质 为 35 N C 溶 液 和 .% a1
蚀 性 的影 响 ,并通 过 对 合金 组 织结 构 的 观察 进 行
, ∞ 。~
0t
() 1
腐蚀 前 、后 试 样 重 量 ( ) S 一 试 g; 。
2r 0 m~3 r 的 圆柱 体 ,并 在 圆 柱 体 一 端 紧 配 合 a 0m a

对锌—铝二元系合金相组织的一些说明

对锌—铝二元系合金相组织的一些说明
季 龄
( 波 贝 时 特 金 属 制 品有 限 公 司 宁 350 ) 12 9
蒋 台鑫
( 江省工业设计 研究 院 浙 抗卅l 300 ) 10 4
有关 对锌 一5 %铝 一稀土 合 金镀 层 钢丝 、 一低 锌
铝 一稀 土 镀层 钢 丝 、 至质 量 分数 为 0 2 ~1 0 乃 .% . %
状 , 显 微镜 下 随 金 相磨 面 的不 同 可呈 卵 形 及 各 种 在
不 规则 的形 状
2 3 共 晶 .
型 状态 图。其 共 晶点 偏 向 于低 溶 点 组 元 z , 晶点 n共
温 度 3 2c 共 晶成分 A 的 质量 分 数 为 5 0 %。a 8 c, l .2 相 的 点 阵 常 数 与 a相 略 有 不 同 , 小 于共 晶成 分 的 在
生相 是 为 了区分 当 温度 降 低 时 从 a相 中析 出 的
相 ( 生 相 ) 不 能 把 初 生 相 误 认 为 是 纯 锌 次 : 层 , 锌 层 是镀 纯 锌 时形 成 的表 面镀 层 , 连 续 的 ; 纯 是
而在 合 金 镀 层 中 这 种 初 生 相 是 枝 晶 轴 , 树 枝 呈
初 生 相 。顾 名 思 义 , 共 晶相 是 指 合 金 镀 液 凝 先 固过 程 中 它 先 于 共 晶形 成 。 相 是 溶 有 A 的 Z l n 基 固溶 体 。结 晶 过程 中不 同温 度 下 生 成 的 中 的 A 含量 是 不 同 的 , 固 相 线 而 变 化 :把 它 称 为 初 l 随
分 和热 浸镀 工艺 的 不 同 可 以是 全 共 晶组 织 、 共 晶 亚 组织 ( 晶 +初 生 B ) 过 共 晶组 织 ( 晶 +初 生 a 共 相 、 共

锌铝合金镀层的性能特点与发展现状

锌铝合金镀层的性能特点与发展现状

22 国 内研 究 现 状 .
P RF M ANCE CHARACT RI Ⅱ C E oR E S AND DI VEI OPⅧE , 】 : NT S 】 nON NC — A . D M . Y LAT 1 C0 T r r Ar [ 【 OF ZI II 江 AI O P Ⅱ、 G -
0. i 1] 3S [0

G l n合金 是一 种 5 A 、.% 稀 土 元 素 的锌 af a % 10 1 铝 共 晶合 金 , 熔 点 为 30o 密度 是 6 6/ , 其 8 C, . tm。 同 样 的厚度 , l n镀 层 面 质 量 比纯锌 层 面质 量 低 约 Gaa f 1% _ 0 l 。镀 层组 织具 有双 相结 构 特征 , 后 快冷 获 镀 得致 密 而 富 z n和富 A 细化 分布 的共 晶组 织 , 1 呈 明暗相 间 的层 状 结构 , 由富 Z n和 富 A 相 相互 交 替 l 构成 , 由于镀层 以较 快 的冷却 速度凝 固 , 即使 稍微偏 离共 晶成 分 的合金 也能 生 成 共 晶形 态 ( 共 晶形 ) 伪 。 合金 镀层 的金 相 组 织基 本 分 为 两 层 , 外层 为全 共 晶 组织 , 内层为 F —Z e n—A 中 间过 渡合 金 层 , 典 型 1 其 的显 微组 织为 富 Z n相 和 富 A】 过渡层 组成 的 相 片状 或粒 状共 晶体 。 G l n合金 具有 良好 的 耐腐 蚀 性 , 常规 热 镀 aa f 是
形 成一 层 A 的保护 膜 , l O 防止镀层 表面 氧化 J增 , 加 防护 层 的耐 腐蚀 性 能 。在 此认 识 的基 础 上 , 究 研 人 员不 断改 善着 锌 铝 合 金镀 层 的工 艺 与性 能 , 得 使 近5 O年来锌 铝合 金得 到 了广 泛地 发展 , 过 往锌 液 通

油管锌铝稀土合金化防腐

油管锌铝稀土合金化防腐
内用 小 型 喷砂 机 、脱 脂 剂 、酸 、水 、 电源 、助 镀 液 ,仪 器包 括 室 内实验 专用 电阻炉 、烘 干 炉 、锌铝
稀 土 多 元 合 金 、钝 化 剂 、T 2 0涂 镀 层 测 厚 仪 、 T2
从金 相 学 角度来 讲 ,锌 铝 多 元合 金液 在 40。、扩 散 ,并形
术 。这 是 一 种 集材 料 保 护 ,隔 离保 护 和 电化 学保 护 三 位 一体 的 防腐 新 方 法。 该 方 法 以热浸 镀技
术为基础 ,并突破 了常规热浸镀技 术的局 限性 ,在镀液 中加入 了锌铝稀土等 多元合金元素 ,使
表 面合 金 镀 层 与 油管 基 体 形成 冶金 结合 体 ,结 合 强度 高 ,耐蚀 性 强 。 多元 合金 层 组 织 致 密 ,并
F Y 1 盐雾 试 验机 和金 相显 微镜 等 。 Q O5
1 2 工艺 .
实 验工 艺 如下 :试 样一 喷砂一 脱 脂一 水 洗一 酸 洗 一水 洗一 浸 沾 助镀 剂一 烘 干一 多元 合金 化一 钝 化
一 成 品一 检测 分 析 。
图 1 4 0 ℃ 、2 I 6 "n内形 成 的 合 金 层 组 织 形 貌 1 1 i
第 3 卷第 1 (02 1 试验研究) l 期 2 1 . )( 0
油管锌铝稀土 合金化防腐
郭士强 朱殿 瑞 ’ 李福 军
1东 北 石油 大学 ;2 大 庆高 新 区北油 创业 科技 有 限公 司
摘 要 :为了更好 地解决油 田管道 高可靠、低成本的防腐 问题 ,研制 了高结合 力防腐油管技
可通 过 合金 层 的金 相 生 长对废 旧 油管进 行 修 复再 利 用 ,变废 为 宝 。通过 截 面 S M 形貌 、腐蚀 速 E

铝稀土共渗钢及其耐腐蚀性能

铝稀土共渗钢及其耐腐蚀性能
其 中 A3号 配 方 渗 入 的 稀 土 元 素 含 量 较 高 , 面 表 质量较 好 , 因此 确定 A 种 稀 土化 合 物 为理 想 的 稀 土添加 剂 。渗 铝剂 中 添加 不 同的 稀 土 化合 物 , 对 渗层产 生 的影 响也 不 相 同。在 同一 工 艺条 件 下 , 随着稀 土化 合物 添 加 量 的增 加 , 层 厚 度有 所 增 渗 加, 渗层 中稀 土元 素 的含量 也逐 渐增 加 , 但添 加量 达 到一 定值后 , 果再 增加 稀 土化合 物 的添加 量 , 如 渗层 厚 度逐 渐减 薄 , 渗 层 中的 稀 土含 量 也 逐 渐 共 降低 。所 以稀 土 添加量 有 一 最佳 值 。图 1和 图 2
国内首 次 提 出 了稀 土热 处 理 的概 念 。经 过 2 O余
年 的研 究 形 成 了 稀 土 共 渗 技 术 , 处 理 难 题 逐 步 热
得 以解 决 。稀土 元素及 其 化合物 以其 独特 的理 化 特性被 用 于化学 热 处 理 中 , 土元 素 对 加 速 化 学 稀 处 理进 程 、 善表 面层 的微 观组织 、 高渗 层综 合 改 提 力 学性 能等方 面 具 有 重要 作 用 , 已引 起 国 内外 著 名 学者 和有关 单位 的密 切关 注 。稀土在 我 国储量 丰 富 , 占世 界 总储 量 的 2 3 约 / 。充 分 利 用 这 一 资 源 , 挥 其 独 特பைடு நூலகம்的作 用 , 着 很 大 的 技 术 经 济 价 发 有 值 。在此基 础 上 , 阳石 化 工 程 公 司 开 发 了铝 稀 洛
摘 要 : 绍 了研 制 铝 稀 土 共 渗 钢 的 热 处 理 工 艺及 在 渗 铝 剂 中加 入 稀 土 化 合 物 的 情 况 。 在 原 有 渗 铝 剂 介 中, 添加 5 价格 较 合 理 、 质 较 稳 定 的稀 土化 合 物 , 一 定 的 热 处 理 条 件 下 进 行 包埋 共 渗 实验 。 通 过 对 比 种 性 在 分 析 , 定 了共 渗 效 果 良好 的 稀 土 化 合 物 并 确 定 了添 加 量 的 最佳 值 。对 铝 稀 土 共渗 层 组 织 和 共 渗 层 中的 铝 、 确 稀 土 浓 度 及 渗 层 的 显 微 硬 度 进 行 了分 析 , 对 铝 稀 土 共 渗 钢 进 行 了腐 蚀 实验 。 结 果 表 明 , 稀 土 共 渗 层 连 并 铝

稀土在铝合金中的应用

稀土在铝合金中的应用

河南科技!""#$%上!$挖掘新材料和新技术的潜力。

随着科技的发展、建筑技术的进步及新型建筑材料的不断出现,设计师们有了更广阔的设计天地。

它们不仅能够为设计师在艺术形象上的突破和创新提供了更为坚实的物质基础,同时也为人类充分利用自然环境、节约能源、保护生态环境提供了可能。

&$充分利用太阳能等可再生资源。

太阳能、风能等都是取之不尽、用之不竭的能源,有着可再生,无污染的优点。

因此,太阳和风将对未来的建筑设计产生很大的影响,尤其是在建筑的外观和通风系统的设计方面。

它使人们对建筑的外立面和建筑的自然通风产生了新的理解:视觉的联系、引进日光照明、自然通风、保温隔热、遮阳、合理运用太阳能、合理运用风能。

’$注重自然通风。

空调制冷技术的诞生是建筑技术史上的一项重大进步,但空调技术也有其负面影响,对空调的过分依赖和不加限制地滥用是造成当今环境和能源问题的重要原因。

因此,自然通风是当今生态设计普遍采用的一项比较成熟和廉价的技术措施。

自然通风可以在不消耗能源的情况下达到对室内温度的调节,这有利于减少能源消耗、降低污染。

($用自然要素改善环境的小气候。

人是自然生态系统的有机组成部分,自然的要素与人有一种内在的和谐感。

自然环境是人类自下而上环境必不可少的组成部分。

因此,建筑设计中自然要素的引用成为顺理成章的事情。

#$主动技术干预。

在被动方法无法满足需要的时候,便需要主动技术的干预。

如利用能量转化的原理,使用太阳能收集器和光电转化器利用地热资源;提高原生能源的利用率;减少废物的产生量等。

再如,采用自然通风系统的生态建筑,当利用自然风压无法实现自然通风的时候,可以采用热压,热压与风压相结合、机械辅助等手段实现建筑的自然通风。

四、结论在建筑设计中实现智能化的整体设计概念,还需要我们付出巨大的努力。

生态化建筑设计会越来越重要,因而建筑设计新的发展趋势将主要集中在通过高质量的设备、材料、构造和构件之间的全面协调,建筑形式与新技术、新材料之间的平衡,以及人工环境和自然环境之间的协调,尽可能地减少原生能源和灰色能源的使用,尽可能多地利用可再生资源,尽可能地让人们接近自然。

热镀锌铝镁镀层的组织结构及应用浅析

热镀锌铝镁镀层的组织结构及应用浅析

热镀锌铝镁镀层的组织结构及应用浅析摘要:本文介绍了国内外锌铝镁镀层的发展、应用情况,锌铝镁镀层的在应用中具有耐腐蚀性好、自愈性的优点,相对于纯锌镀层具有更好耐蚀性能。

对热镀锌铝镁镀层的组织和耐蚀原理进行探究,镀层中的铝、镁更易形成化合物,减小镀层腐蚀面积,有效抑制腐蚀进度。

关键字:热镀锌铝镁;耐蚀性能;镀层1.引言在日常的生活和工作中,热浸镀是钢铁耐蚀防护的一种主要方法,但随着技术水平的进步和对耐蚀性要求的提高,传统的热镀锌已经不能满足实际的需要,在锌液中添加铝、镁、稀土、镍、钛、锰、铋等合金镀层以及特殊性能的镀层,也受到了不同程度的重视,这些镀层的耐蚀性要比传统热镀锌有很大的提高,但生产工艺较为复杂,且生产和研究成本较高,在国内的运用还不是特别广泛,因此,研究生产成本与传统热镀锌相当、耐蚀性较高的新镀层是非常有必要的,也是该领域发展的方向之一。

2.热镀锌铝镁的发展及应用2.1国外热镀锌铝镁发展情况近年来,日本、欧美国家针对锌铝镁合金镀层方面进行的大量的研究,并取得了大量的成果。

关于锌铝镁的初次尝试是在20世纪60年代左右,由美国一公司进行的,但是第一批大型试验生产线是在日本建立,因此国外锌铝镁合金镀层方面的发展较早,时间较长,也较为成熟。

为了进一步研究新型镀层锌铝镁体系的合金镀层腐蚀机理和耐蚀性,提高镀锌层的防护作用,开发新型的合金镀层,各国学者专家对此类镀层进行了各种各样的研究,并取得了多方面的进展。

2.2国内热镀锌铝镁研究进程我国对于合金镀层的应用多数为锌铁、铝锌和铝硅等合金镀层,锌铝镁镀层的应用较为少见,对于同时加入多种合金元素领域涉及并不广泛。

近年来,我国对新型镀层的开发与研究逐渐发展起来,但还的落后于发达国家,且在实际生产中的应用少有厂家推广。

所以,在开发新型镀层方面需要科研人员不断的探索,从新型镀层和各种耐蚀机理两方面着手,为我国新型镀层的开发、研究及应用奠定坚实的基础。

2.3锌铝镁镀层的应用与优势锌铝镁镀层的应用具有广泛前景,其镀层基板生产的彩涂板较传统纯锌镀层基板生产的彩涂板具有更长的使用寿命,并在耐蚀性、点焊性、涂装性、成形性方面更加适用于汽车板的应用,能够减少异种材料间实施粘合时容易出现的电偶腐蚀问题。

稀土在热镀锌行业中的应用及发展

稀土在热镀锌行业中的应用及发展

特殊要求的专用热镀锌合金 层 ,成 了 目前 研究热镀锌 的两大
重点方向。
年 , 天津第 四金属制 品厂 和包 头稀土研究 院 , 原 根据 国外 有关 C l n专利 的介绍 , 过 3年研 制 , 国内率 先将这一合 金热 aa f 经 在
镀 锌技术应用 于机编 网围栏钢 丝生产 中, 并于 18 年通 过了 99
等, 也提 出了更高 的要求 。 研究和开发低成本 、 低能耗 、 高性 能
以及环保健康 的热镀锌新工 艺 , 以及 开发具有独特性 能、 足 满
合金 , 对热 镀锌镀 层各项 性能 的影 响 , 于 18 并 9 6年成功 开发 了 Z 一 .A一 镀层钢丝 和钢绞线 工艺方法 r n 02 1R E 7 l 。随后 的 18 96
层— C ln镀 层 闱 aa l 。
18 9 2年 , 国的 Fe 法 i M公 司实现了钢丝热镀 G l n 层的 aa 镀 f
工业化生产 。该镀层成 型性 、 耐腐蚀性 、 附着性等均 较传 统热
镀锌层好 , 镀层致 密均 匀 , 雾试验及 S 氛试验结果 均显 盐 O气
杜鹏翔等研 究了稀土元素对 热浸镀 5 %A - n合金 的影 5 IZ 响【 研究表 明 , , 在热 浸镀 5 5%A - n合金 时 , IZ 加入 01%的稀 . 土元素 , 稀土元素 富集 在镀液表层 , 对镀 液起到 了较好 的保 护 作用 , 防止和减少镀液 氧化 , 善镀层表 面性 能 ; 改 同时 , 镀层 中
耐蚀性 ,n m— E Mg z — R — 合金镀层 的耐蚀性是纯 z n的 2 倍 。 ~3
关于稀 土在热 镀锌行业 中的应用 ,最早是 由国际铅锌研
究组织 (L R ) Li Iz 0 与 eg e冶金研 究 中心( R 开始研 究 , C M) 并于 18 9 0年研究 成功 了 z 5% A —0o % R n一 1 .5 E热镀 锌铝 稀 土镀

稀土对热浸渗铝组织和耐腐蚀性影响的研究

稀土对热浸渗铝组织和耐腐蚀性影响的研究

采 用 JM 3 C S .5 F扫 描 电 镜 分 别 对 热 浸 镀 及 经 扩 散 处 理 的
试 样 组 织 进 行 观 察 , x射 线 能 谱 仪 对 试 样 的 化 学 成 分 进 行 用
定性 分析 。
然 而关 于 稀 土 对 热 浸 镀 铝 件 耐 蚀 性 影 响 研 究 较 少 。 前 期 的 预 研 发 现 , 土 在 提 高 渗 铝 工 件 耐 蚀 性 方 面 , 现 出 优 异 的 特 稀 表
1 2 实 验 方 法 .
利 用 热 浸 渗 技 术 将 稀 土 含 量 不 同 的稀 土 一铝 合 金 浸 镀 于
基 材 表 面 的 工 艺 流 程 为 : 样 加 工 一 除 油 除 锈 一 水 洗 一 助 镀 试
处 理 一 热 浸 镀 一 扩 散 处 理一 腐 蚀 实 验 一 微 观 分 析 。
mir sr cu e o i ig c ai g b f r i u in c o tu tr fdppn o tn e oe df so
a wto t aee r . b wt 3 rr at ) i u r at ) i 0. % ae er h r h h h
( 0 1 yx 0 ) 河 南 省 自然 科 学 基 金 资助 ( 10 0 0 ) 2 0 k cO 9 , 11430 作 者 简 介 : 文 九 巴 ( 9 8 ) 男 , 阳 工 学 院 材 料 科 学 与 工 程 系 教 15 一 , 洛
经 预 处 理 的 试 样 在 70 稀 土 铝 合 金 熔 液 中 浸 镀 3 i 3℃ mn
后 , 8 / n的 速 度 提 出 , 直 挂 放 在 冷 却 架 上 冷 却 。 热 浸 以 m mi 垂

热镀锌的发展史

热镀锌的发展史

热镀锌的发展史热镀锌(hot dip galvanizing)发明于18世纪中叶,它是由热镀锡工艺发展而来,至今已跨入第四个世纪。

至今为止,热镀锌仍是钢材防蚀方法中应用最普遍、最有效的工艺措施。

在热镀锌发展的三个世纪中,每个世纪的代表人物分别为:法国化学家马罗英博士、法国巴黎市政工程师索里尔及波兰杰出发明家和工程师森吉米尔。

1742年马罗英博士对钢铁的热镀锌进行了开创性的试验并在法国皇家学院进行了宣读。

1837年,法国的索里尔申请了热镀锌专利,提出了使用原电池(galvanic)法保护钢的构想,即在铁表面上镀锌防锈的工艺。

同年英国的克劳福(H.W.Grawford)申请了以氯化铵为溶剂的镀锌专利,这一方法经过许多改进而沿袭至今。

1931年近代冶金工业最杰出的工程师波兰人森吉米尔在波兰建成了世界上第一条氢气还原法连续带钢热镀锌生产线,该法在美国获得专利并于1936-1937年在美国和法国Maubeuge钢铁厂分别建成以森吉米尔名字命名的工业性热镀锌生产线,开创了带钢连续、高速、高质量热镀锌的新纪元。

中国学者把1837年索里尔的专利和1937年森吉米尔法的诞生称为热镀锌历史上两个最重要的转折点和里程碑,前者在马罗英博士报告后历经一个世纪发明了溶剂法热镀锌工艺,至今批量热镀锌仍沿用这一方法;后者在溶剂法发明100年后发明了气体还原法,从而奠定了现代化连续热镀锌的基础。

20世纪溶剂法热镀锌工艺没有重大变更,但气体还原法工艺在不断地改进,目前主要采用改良森吉米尔法和美钢联法,前者可用于生产一般用途的镀锌钢板,后者可生产高质量的镀锌钢板。

近半个世纪热镀材料有着长足的发展,20世纪50-60年代,美、日、英、德、法、加拿大等国相继生产镀铝钢板。

70年代初,美国伯利恒钢铁公司发明了商品名为Galvalume 的铝: 锌:硅镀层材料,其合金成分为55%A1-43.4%Zn-1.6%Si,耐蚀性为纯锌镀层的2-6倍,广泛用于镀层带钢生产中。

稀土热镀锌基合金的研究进展

稀土热镀锌基合金的研究进展

进镍及其他元素的合金化 , 并净化合 金 中的杂质 , 使基体均匀 , 组织细 密, 减少局部腐蚀 , 从而增强 了合金耐腐
蚀 性 能 。Z — i 金 镀 层 比纯 Z n N合 n镀 层 有 极优 异 的成 形 加 工 性 , 薄 的 合 极 金 相 层 是 合 金 镀 层 黏 附 性 好 的 主 要


改进镀 件的表面质量 。采 稀 土 热镀 锌合 金 的 速 率 , 用相 同镀层 厚度 的 Z — 合金 n Ni
及纯 Z n镀 层 板 进 行盐 雾 腐 蚀 对
性 能
1 n— A1 R . Z 一 E合 金 镀 层 热浸镀 Z n一 5 %A1一 R E 合 金 是 近 期 发 展 比较 迅 速 的 一
本 、 性 能 的专 用 热 镀 锌 合 金 一 高 直 是 广 大科 研 工作 者 的 目标 。稀
能 ,增加 镀液 与钢 基体 的湿 润 性, 有效地 控制合金相层 的形成
土在金属材料 中有净化 、除气 、 除杂 质 、 化晶粒 、 细 强化 基体 和
改 善 加 工 性能 等 作 用。应 用 稀 土 热 浸 镀 锌 , 以改 善 热 浸 镀 锌 层 可 表 面 光 泽 , 高 其 耐 蚀 性 能 和 机 提 械 加 工 性 能 , 延长 使 用 寿 命 , 还 能 使 镀 层 减薄 , 明显 降 低 热 镀 且
P r e te・ 点 es ci 观 p v j’
21 0 0年 第 6 ( 期 总第 3 6 ) 4 期 上
●朱 良 张玉 杰 张应稳
能 。抗 盐 雾 腐 蚀 S O2腐 蚀 试 验
结果 比普通 热镀锌层提高 2倍 。
Z 一 % A— R 合 金 镀 层 比 纯 n5 I E

稀土元素对铝系合金微观组织和力学性能影响分析

稀土元素对铝系合金微观组织和力学性能影响分析

稀土元素对铝系合金微观组织和力学性能影响分析稀土元素对铝系合金微观组织和力学性能的影响分析导言:稀土元素是指元素周期表中17号元素长周期中镧系元素和钇系元素的总称。

稀土元素具有丰富的电子结构、包络电子能量层次复杂、多元化的电化学性质以及特殊的磁、光、电、热等机能特性。

稀土元素作为一种重要的添加元素在合金工艺中起到了重要的作用,尤其在铝合金中具备显著的效果。

本文将从微观组织和力学性能两个方面,详细分析稀土元素对铝系合金的影响。

一、稀土元素对铝系合金微观组织的影响1. 晶粒细化作用稀土元素可以通过剪应力调整晶界能量,限制晶界移动,从而抑制晶粒长大。

当稀土元素添加量适中时,稀土元素和铝的化学反应可以消耗部分晶界能量,使得晶界移动困难,导致晶粒细化。

稀土元素还可以与其他元素形成稀土化合物,作为晶核,有助于晶粒细化。

2. 改善铸造性能稀土元素的加入可以改善铝合金的流动性、润湿性、凝固收缩等铸造性能。

稀土元素的添加可以消除铝液气孔、夹杂物等缺陷,提高合金的凝固收缩性能,并降低铝合金的凝固温度。

3. 小晶粒添加剂稀土元素可以调整晶粒的形成方式和晶粒增长,从而得到细小、均匀的晶粒。

细小的晶粒可以提高合金的强度和塑性。

二、稀土元素对铝系合金力学性能的影响1. 强度的提高稀土元素通过固溶强化、组织细化和析出强化等方式,可以显著提高铝合金的强度。

稀土元素与铝的固溶度较高,可以使铝合金晶体中形成由稀土元素形成的湮灭溶解团簇,从而增强析出相的形成和固溶溶剂的产生。

此外,稀土元素还可以通过助熔剂的作用,改善合金的成形加工性能,使得合金具有更好的强度。

2. 优异的抗蠕变性能稀土元素的添加可以显著提高铝合金的抗蠕变性能。

研究表明,稀土元素可以形成稳定的稀土阻滞剂,有效限制金属间的原子扩散,提高金属的抗蠕变性能。

3. 抗疲劳性能的改善稀土元素的添加可以改善铝合金的抗疲劳性能。

稀土元素可以在断裂表面形成一层特殊的氧化膜,形成了类似于覆盖在金属表面上的润滑膜,抑制了裂纹的扩展,从而提高了合金的抗疲劳性能。

热镀锌铝稀土合金层的组织与性能研究

热镀锌铝稀土合金层的组织与性能研究
( 见图 2 )过后化合物层生长的热力学环境。在板、带 、线材热镀锌时 ,由于施镀时间较短 ,观察不到这

段的反应情况。根据以上分析 ,关于锌铝稀土元素对化合物层的影响应该 描述为:在含有铝稀土的熔体
中, 镀锌时在工件表面首先形成铝铁化合物¨ ,这层化合物与锌含量极高的熔体接触 ,因此是很不稳定 J 的, 很快就有锌原子扩散进其中转变为锌铁铝三元准化合物 ,并以此化合物的生长规律成长。最终形成 由
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第1 6卷
第 2期

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V L 1 N . 0 6 o2
20 0 6年 4月
J OURN AL OF CHAN HU U GC N NW E I Y RST
Ap .2 0 r 06
文章编号 :10 30 (0 6 0 0 3 09— 9 7 20 )2— 0 6—0 3
铁合金化合物的尺寸很小 。其成分如表 2 所示 ,说明此时化合物为锌铁铝化合物。虽然我们对该化合物 的
了解较少 ,不能确认其生长速度的具体指标。但是我们可 以根据 z n—F ,A — ’相的热力学的数据推 e l f e 测 J 。该化合物 的镀锌温度 (5 ℃)的长大速度较慢 。因此使化合物层的厚度低 于纯锌镀层 。这是孕育 40
R 适量 , 余量为锌 ,金相组织如 图 1 。同时制备原工艺纯锌镀层作
为对 比样 。 助 镀 剂 成 分 采 用 常 规 镀 锌 液 中 添加 5mlL,JG 一1助 镀 添加 0 / L 齐J I 。
图 1 金相组织
( )施镀工艺过程与常规工艺相同…。其中酸洗工艺采用了专用除锈剂配方 , 2 保证试件不发生过洗。

稀土铝合金的研究与应用

稀土铝合金的研究与应用

金化作 用 , 降低 铝 铸 锭 和 铝 铸 件 的 含 气 量 、 化 夹 可 氧 杂及 表 面裂纹 , 高 铝合 金 的 强 度 、 度 、 性 、 性 、 提 硬 塑 韧
耐磨性 、 耐蚀 性及 冷 热 加工 性 能 。因此 , E铝 合 金 得 R 到了广 泛应用 。
质量 , 为后 续 固溶 时 效 强 化 预 处 理 组 织 ; 善 铝 合 金 改 的挤压 性 能 , 提高 塑性 变形 温 度 , 加 热 塑 性 , 增 降低 变
在 铝及 铝合 金熔 炼过 程 中 ,t( 土 ) 素 有 良好 r 稀 E 元
的除气 、 除渣 、 净化 铝 液 、 细化 晶 粒 、 变质 处 理及 微 合
到改善 和提高铝 合金组 织和性 能 的作用 。
在 铝 合金 中加 入 R E元 素 的作 用 可归 纳 为 如下 几 点 : 高铸 造 流动 性 , 善 和 细 化 铸 态 组织 , 高铸 件 提 改 提
R E铝 合 金 可 用 于 制 造 电 缆 线 、 空 输 电线 、 架 线 芯 、 接线 和特 殊用 途 的 细 导 线 , 有 导 电性 好 、 流 滑 具 载
量大 、 度 高 、 磨 损 、 加 工 、 命 长等 优 点 。在 A 强 耐 易 寿 l

生成稳定 的金属 问化 合 物 C F5Y iY i 和在 高 温 下 e e、 S、 S, 不易分解 的高 熔 点化 合 物 C A。 LA R A4等 , 到 e 1、 a L、 l E 起
粒及共 晶硅 ; 与铝液 中 H 、 2N 等气 体生 成 R O 、 E R 2( 、 2 ) E
E 、 e LH 、 R N C 、 a 2 Y 等难 熔 化合 物 , 浮 成 渣 、 除 , 上 捞 从 而减少或 消除铝合金熔 体 中的气 体 , 到净 化铝液 与 起

稀土铝合金及其涂层

稀土铝合金及其涂层
表 1 X F 荧光 法分 析数 据 R
元 素
∞. %
图 1 稀 土 铝 合 金 试样 表 面 金 相 分 析 (× 0 ) 3 0
A l
l J a
C e
0 2 .4
F e
0. 3 2
S i
0 2 .3
Z n
0 0 .6
N d
0 0 .8
9 . 2 0 4 8 5 .3
公 司从事石油化工设备 防腐蚀研究 和开 发工 作 。
第 5期
李选亭等 .稀 土铝合 金及其涂层
・ 9・
通过对 比两 种 试 样 的 金相 照 片可 以发 现 ,铝
试样 金相 的 晶粒 粗 大 ,分 布 不 均 匀 ,晶 界 上 分 布 较多 的析 出相 。而 稀 土 铝 合金 试 样 金 相 的晶 粒 细
中图分 类号 :G 7.4 T 1445
文 献标 识码 : A
国 内外 研究 表 明 ¨ , 土元 素具 有 很 多 独 特 J稀 性质 。添加 少量 稀 土元 素 能 改 善 材料 的组 织 与 性
07 .3% 。 两种方 法分析 的稀土 L a和 C e的质量 分数
不完 全相 同, 能与分 析方法所产 生 的误差 有关 , 可 但
( 国 石 化 集 团 洛 阳石 油 化 工 工程 公 司 , 南 洛 阳 4 l0 ) 中 河 70 3
摘要 : 文章介 绍 了稀 土铝合金及 其涂层的研究情 况。研 究表 明, 在铝 中添加稀 土元素 , 显著 细 能
化 合 金 的 晶粒 , 高 了材料 的 强 度 、 工性 能及 耐 蚀 性 能 。 在 湿 H S饱 和 溶 液 和 3% ( 量 分 数 ) a 1 提 加 质 N C 溶 液 浸 泡试 验 条 件 下 , 土 铝合 金 耐蚀 性 能 良好 , 优 于 纯 铝 ; 音 速 电 弧 喷 涂 稀 土 铝 合 金 涂 层 的 孔 稀 且 超 隙率 较 火焰 涂 层 降低 了 13—12 涂 层 致 密 , 洁平 整 , / /, 光 保证 了其使 用 性 能 。 关 键 词 : 土 铝合 金 稀 涂层 质量 }S 蚀 { 腐 2 性 能 分 析 文 章编 号 : 0 ms 2  ̄)5 10 — 4 1 7- x(( 0 -3 8 0 0 x 0

稀土在金属表面处理中的应用及发展趋势

稀土在金属表面处理中的应用及发展趋势

稀土在金属表面处理中的应用及发展趋势Ξ谢学兵,程西云(汕头大学机电系,广东汕头 515063)摘 要:介绍了目前稀土在金属表面渗硼、表面激光熔覆及润滑添加剂三方面的应用现状,并对稀土应用于金属表面处理中的发展趋势作了简要的阐述。

关键词:稀土;表面处理;复合渗硼;激光熔覆;添加剂中图分类号:TG 146.45 文献标识码:B 文章编号:1007-4414(2003)04-0004-021 稀土金属表面处理中的作用1.1 改变改性层组织结构性能稀土加入能细化晶粒,提高改性层的综合性能。

文献[1]对45#钢硼铝共渗渗层生长动力学影响的研究表明,稀土使硼铝共渗过程中硼化物形核部位增加,提高了形核率和晶核长大速度,并对扩散起促进作用,加速硼铝共渗的全过程。

有研究表明加稀土后渗层的连续性、均匀性得到提高,Fe 2B 针齿更趋于细密直长,齿间碳化物更加弥散,且硼化物的齿形呈尖针状楔入基体,与基体结合牢固。

1.1 降低表面处理温度稀土元素降低渗剂原子扩散激活能,由此增加渗入原子的扩散系数,降低了金属表面处理温度。

经试验测试,对气体温度C 、N 、B 、O 共渗,加入稀土后,溶剂的扩散系数是未加稀土渗剂的2.5倍。

孙轩华等通过对稀土—硼非电解盐浴多元共渗研究表明加入稀土使渗硼处理的温度比普通渗硼的温度降低100~150℃,处理时间缩短一半。

1.2 催渗作用稀土元素如镧能加速某些元素在金属表面的渗透作用。

张振信等通过对45#钢在中温区不同温度下盐浴渗硼、电解渗硼、盐浴稀土硼共渗、电解稀土硼共渗4种不同工艺所得渗层对比表明,加入稀土可使渗硼层增厚。

文献[2]通过对不同钢种加稀土与不加稀土渗硼的对比,用“峰谷平均法”测量渗硼层厚度得出加稀土后渗速提高30%的结论。

戴文兵通过对硼氮共渗研究表明,加稀土获得153μm 的渗层,而不加稀土则只有106μm 渗层,显示了稀土良好的催渗作用。

对此种现象,许多学者认为这是由于稀土原子的半径较大,在共渗过程中将导致其周围较大的晶格畸变,使空位及位错密度增加,为B 等改性原子向钢的内部扩散提供了更多的通道,因而也会加快B 等改性原子的扩散速度。

光伏支架材质的应用对比分析

光伏支架材质的应用对比分析

光伏支架材质的应用对比分析中文摘要:摘要支架材质,镀锌铝镁,热镀锌,柔性支架关键词:支架耐久性、稳定性、支架安装、轻便、观感质量好、耐腐蚀一、引言随着光伏技术的不断发展,光伏发电已成为未来可再生能源发展的重要方向之一。

光伏支架的材质选择对于光伏系统的性能和寿命具有至关重要的影响。

本文将对光伏支架材质进行对比分析,从经济性、耐久性、实用性等方面来比较镀锌铝镁、镀锌碳钢、柔性支架三种材质,并探讨其应用前景。

通过数据对比分析,得出相应结论二、常用光伏支架材质介绍2.1镀锌铝镁支架镀锌铝镁稀土合金镀层板即镀层是由锌(Zn)、铝(Al)、镁(Mg)高温固化形成,其显微结构由Zn、Al和Zn2Mg的致密三元共晶组织构成,从而使钢板表面形成一层致密的、有效防止腐蚀因子穿透的屏障。

2.2镀锌碳钢支架镀锌碳钢支架,一般采用Q235型钢作为主材,所谓型钢是指有一定截面形状和尺寸的条形钢材,其主要类型有工字钢、槽钢、角钢、方钢、C型钢、H型钢等。

2.3柔性支架柔性光伏支架是钢索预应力结构,其光伏支架材料主要为钢绞线、钢绳、钢缆、钢索或者钢链中的任意一种或者多种组合。

柔性光伏支架系统可节约工程成本,比同等条件下的光伏光伏支架节约钢材量30%-40%,能抵抗16级台风。

柔性光伏支架适用性范围广,使用灵活,节约工程成本,且可实现土地的二次利用,适用于普通山地、荒坡、水池渔塘以及林地等多种大跨度应用场地,而且不影响农作物种植及养鱼,未来具有广阔的发展前景。

三、支架性能对比比较3.1经济性经济性是光伏支架材质选择中的一个重要考虑因素。

下表是镀锌铝镁、镀锌碳钢、柔性支架这三种材质的市场价格比较3.2耐久性比较从耐腐蚀性和耐疲劳性两个方面进行比较,镀锌铝镁材质相对于镀锌碳钢和钢绳索都具有更好的性能。

镀锌铝镁支架在大气环境下,处于钝化区,其表面形成一层致密的氧化膜,阻碍了活性铝基体表面与周围大气相接触,故具有非常好的耐腐蚀性,且腐蚀速率随时间的延长而减小。

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3 结论
( 1) 锌铝合金镀层的化合物是铁铝锌三元化合物。在镀锌温度下其生长速度较慢。所以镀层较纯锌
层薄。
( 2) 锌铝稀土镀层的耐蚀性优于纯锌镀层。各种腐蚀环境下的耐蚀寿命都增加一倍以上。
表 4 锌与锌 铝稀土合金镀层初锈时间对比结果
腐蚀条件 镀层种类
盐雾实验
初锈天数
30 天后腐蚀面积比


%
水蒸气湿热 腐蚀初锈天数
Abstrac t: Th is paper analyses the m icrostructures o f ho t-dipping Zn-A -lR E a lloy caotings by m eans of m eta llograph, SEM and X PS and tests its co rrosion resistance w ith the result that, by adding A -l RE the Fe-Zn com pouds in the coa ting turn into F e-A -l Zn compounds wh ich is fine and even when form ing at the temperature o f Zn-coating1T he coating becom es th inne r and its corrosion resistance d ou b les1 K eywords: Zn-A -lRE alloy; hot-d ipp ing; co rrossion; m icrostructure
中的浸泡实验中, 锌铝稀土合金镀层的耐蚀量仅为纯锌镀层的 11% , 耐蚀性能提高了 89% 。在三种环境
中对比, 锌铝合金镀层在海水中耐蚀性最好, 在蒸馏水中的最次。估计是由于海水的含氧酸根对锌层表面
有较强烈的钝化作用而致。
38
长春 大学学报
第 16卷
表 3 锌铝 稀土合金镀层全浸实验对比结果
腐蚀 条件 镀层种类
1 实验方法
( 1) 基材为 Q235低碳钢材、施镀合金为 Zn- A l- RE - N i- Nb
五元合金。其中 A l含 量小于 1% , RE 小 于 012% ; N i、 Nb 微 量。 Nb、RE 等微量元素以中间合金形式加入, 中间合金含 A l20% , Nb、 RE 适量, 余量为锌, 金相组织如图 1。同时制备原工艺纯锌镀层作 为对比样。
助镀剂成分采用常规镀锌液中添加 50m l /L, JLG - 1# 助镀添加 剂。
图 1 金相组织
( 2) 施镀工艺过程与常规工艺相同 [ 1] 。其中酸洗工艺采用了专用除锈剂配方, 保证试件不发生过洗。
( 3) 性能检验用样品由某厂内相应生产线上抽取。抽样方法依据 GB 2694- 82。盐雾腐蚀, SO2 气氛 腐蚀在中科院金属腐蚀所进行。全浸腐蚀、湿热气氛腐蚀实验、镀层光学、电子金相及其他镀层性能检测
按国家标准进行。所有实验过程都遵循相应国家标准或常规实验方法。
2 实验结果与讨论
211 镀层组织结构 按 GB 2694- 82检验, 镀层的质量情况如表 1。其中镀层厚度是在生产线上抽取 50个以上的镀件,
每件上检验 5点统计值。由表 1中数据可以看出: 尽管锌铝稀土合金镀层的平均层厚与纯锌镀层的相当或 略低, 但是层厚的方差很小, 数据分散性小, 极小值远大于纯锌镀层。说明锌铝稀土合金镀层能够保证各 镀件寿命的均匀一致, 保证钢结构的整体寿命远高于镀纯锌的结构。
第 16卷 第 2期 2006年 4月
长春大学学报 JOU RNAL OF CHANGCHUN UN IVER SITY
文章编号: 1009- 3907( 2006) 02- 0036- 03
热镀锌铝稀土合金层的组织与性能研究
V o l1 16 N o1 2 A Nhomakorabeapr1 2006
钟 声1, 曹占义 2
37
表 1 镀层质量检验结果
镀层种类
数值
厚度 Q ( Lm ) 标准差
硫酸铜 浸检次数
锤击检 验结果
纯锌镀层
10
45
60
5
合格
锌铝稀土合 金层
96
10
88
5
合格
由于铝加入量比较少, 正常工艺镀层组织与已有文献报导 [ 2] 的差异不大, 难以区分, 为了研究铝稀 土对组织的作用, 我们分别制作了其镀时间延长 1h, 其他条件不变的两块样品其光学金相组织对比 ( 如 图 2) 。由图 2可见, 尽管经过长时间反应, 锌铝合金镀层的层厚仍远低于纯锌镀层。而且合金镀层的锌 铁合金化合物的尺寸很小。其成分如表 2所示, 说明此时化合物为锌铁铝化合物。虽然我们对该化合物的 了解较少, 不能确认其生长速度的具体指标。但是我们可以根据 Zn - F e, A l- Fe 相的热力学的数据推 测 [ 3] 。该化合物的镀锌温度 ( 450e ) 的长大速度较慢。因此使化合物层的厚度低于纯锌镀层。这是孕育 (见图 2) 过后化合物层生长的热力学环境。在板、带、线材热镀锌时, 由于施镀时间较短, 观察不到这 一段的反应情况。根据以上分析, 关于锌铝稀土元素对化合物层的影响应该描述为: 在含有铝稀土的熔体 中, 镀锌时在工件表面首先形成铝铁化合物 [ 1] , 这层化合物与锌含量极高的熔体接触, 因此是很不稳定 的, 很快就有锌原子扩散进其中转变为锌铁铝三元准化合物, 并以此化合物的生长规律成长。最终形成由 表层锌铝固溶体到锌铁铝化合物的镀层结构。镀层的一切性能都是由这种组织决定的。
收稿日期: 2006- 02- 10 基金项目: 吉林省教育厅科研 项目 ( 200204) 作者简介: 钟声 ( 1956- ), 女, 吉林省长春市人, 长春大 学学报编 辑部编 审, 主要 从事锌 铝合金 性能和编 辑学方 面的研
究。
第 2期
钟 声, 等 : 热镀锌 铝稀土合金层的组织与性能研究
( 11 长春大学 学报编 辑部, 吉 林 长春 130022; 21 吉林大学 材料科学与工程学院, 吉林 长春 130022)
摘 要: 用光学金相、扫描电镜、能谱分析等手段分析了热浸镀锌铝稀土合金的组织, 测验了在
多种环境下的耐蚀性。结果表明铝稀土加入使镀层中的铁锌二元化合物转变为铁铝锌三元化合
941 90
01 7
41 2 8
01 0 0
( b)
3
421 16
2 51 6 1
1 61 9 5
01 0 0
A
951 58
11 03
31 3 9
01 0 0
B
511 75
1 81 4 4
2 91 7 7
01 0 5
( a)
C
331 55
2 71 9 3
3 81 5 3
01 0 0
图 2 ( a) 施镀时间不变的样品金相组织
图 2 ( b) 施镀时间延长 1h的样品金相组织
图 2 施镀时间不同时的金相组织
212 镀层的耐蚀性能
全浸条件下耐腐蚀性能对比结果如表 3所示。其中盐水浓度为 3 ? 012% - w ,t pH 在 610~ 810, 温度
? 20e 。模拟海水溶液为 N aC l2712, M gC l2 318, M gSO4 117, CaSO 4 112, K2 SO4 019, CaCO 3 011, M gBr2 011 ( g / kg水 ) , 锌铝稀土合金镀层在三种水溶液中的耐蚀性能优于纯锌镀层。腐蚀量至少减少 21% 。在海水


SO2 气氛中的 腐蚀 15天 的外观
纯锌镀层 ( I)
2
12
261 6
1
8
表面失 光, 失色 , 泛 出大面积黄色锈迹
锌铝合金镀层 ( II)
3
24
01 3
2
23
表面失光失色面积 30% ~ 50% 无锈迹
参考文献:
[ 1] 王力河 1 热浸镀 [ M ] 1 北京: 冶金工业出版社, 19991 [ 2] Schrade F, R eadtk,f Donald C1H errscha ft Journa l o f the L ess-Common M eta ls [ J] 11983, 93: 253- 2591 [ 3] 陈锦红, 李杨宗 1 稀有金属材料与工程 [ J] 11989 ( 6): 20- 241 [ 4] 宋人英, 殷素云 1 中国稀土学报 [ J] 11991, 9 ( 4) : 315- 3181 [ 5] 张洪斌 1 热镀锌铝及铝锌合金镀层的耐蚀性能研究 [ J] 1 无机盐业, 1996 ( 3): 10- 121
责任编辑: 钟 声
M icrostructures and properties of the hot-dipping Zn-A -l RE alloy coatings
ZHONG Sheng1, CAO Zhan-y i2 ( 11 Journal Editorial Departm en,t Changchun University, Changchun 130022, Ch ina; 21M aterial Science and Eng ineering Institute, Jilin U niversity, Changchun 130021, Ch ina)
物。该化合物在镀锌温度下形成细小、均匀镀层, 镀层变薄、且耐蚀寿命成倍增加。
关键词: 锌铝稀土合金; 热浸镀; 腐蚀; 显微组织
中图分类号: TG17
文献标识码: A
为了成功地在我国开发应用热镀锌铝稀土合金高效镀层, 我国相继开展了大量的研究工作, 我们结合 铁塔类钢结构的防腐热镀锌工艺, 研究开发了在现有工艺装备生产的锌铝稀土合金镀层。耐蚀性提高, 锌 耗下降。现将该镀层的组织和性能情况报告如下。
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