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冷轧钢板热浸镀铝层剥落的研究

文章出处:友联 人气: 发表时间:2019-11-21 16:39

  热浸镀铝具有很好的耐高温、抗氧化、耐腐蚀性能及良好的光亮性,且具有材料来源充足、工艺简练的优点,是一种极具发展潜力的金属表面改性技术。某些领域中,镀铝钢材使用寿命可达普通碳钢的3倍以上。热浸镀铝已经广泛应用于化工、冶金、石油、电力、航空航天等领域,前景非常广阔。

  冷轧钢板浸镀过后在普通机械外力弯折下,镀层会呈现整体性剥落。通过对热浸镀铝过后的冷轧钢板进行了分析,在电子扫描电镜(SEM)下观察试样镀层组织形貌,用扫描电镜附带能谱分析设备(EDS)进行成分分析,并对镀层剥落的部位进行XRD检测,从而分析剥落发生位置的物质成分,研究剥落原因。

  实验基材为4mm×1.5mm的Q195冷轧钢板,微量元素含量(质量分数,%)为:1.5C,1.0Si,1.8Mn,0.9P,0.9S。镀液为纯铝(含铝量99.999%)。热浸镀试验采用还原法前处理的方式,具体工艺流程如下:(1)预处理,用砂纸打磨钢板,除去表面铁锈;(2)采用高频感应设备,在氮氢(N2∶H2比例为3∶1)保护气氛下进行还原法前处理;(3)热浸镀温度710℃,浸镀时间10s。

  浸镀完成后取部分试样制作金相样品,部分试样用机械外力使镀层剥落后检测。前者用于金相分析,扫描电镜观察形貌及能谱分析,后者用XRD分析剥落位置物质成分。

  热浸镀铝镀层分为纯铝层与过渡层两部分,过渡层与纯铝层接触,其中接近基体部分为Fe2Al5,接近纯铝层为FeAl3,其厚度占整个过渡层的15%左右,与Fe2Al5成分区相比组织比较细碎。在机械外力作用下,由于FeAl3脆性很大,会发生断裂,而外层纯Al的延展性很好,所以断裂发生在FeAl3与纯Al接触部位,并导致镀层完全剥落。

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