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锌锅腐蚀机理及耐锌蚀防护层的研究

作　者: 马晓丽
导　师: 李德元
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 等离子弧喷涂陶瓷涂层熔融锌液腐蚀机制低碳钢
分类号: TG172
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 181次
引　用: 6次
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内容摘要

本文在原有实验基础上,进一步优化等离子弧喷涂Al₂O₃陶瓷涂层的工艺过程,采用适当的喷涂工艺参数,获得较高结合强度的Al₂O₃陶瓷涂层,制备出耐锌液腐蚀陶瓷涂层。首先,进行Q235低碳钢在500℃熔融锌液中的腐蚀实验,模拟工业中热浸镀锌锅的腐蚀过程。对经过不同腐蚀时间的试件进行金相观察、扫描电镜及X射线衍射分析,结果表明:腐蚀时间不同Q235钢试件表面通过反应扩散,依次形成铁锌化合物为Fe₅Zn₂₆、FeZn₇、FeZn₁₃（即Γ、δ₁、ζ相）,且δ₁相的晶界强度低,在晶界应力和锌液热对流冲击的共同作用下易于开裂而脱落到锌液中去。此外,钢中的含碳量越高,δ₁相层越厚,腐蚀越快。在反应过程中,Fe原子一方面通过化合物层溶解于锌液中。另一方面,ζ相颗粒脱落到锌液中而消耗,腐蚀量为两者的总和。第二,采用等离子弧喷涂方法,制备耐锌蚀Al₂O₃陶瓷涂层。本实验以Q235钢试件为基体,表面经喷砂处理后,先用电弧喷涂方法喷涂FeCrAl过渡层,再进行等离子弧喷涂Al₂O₃陶瓷涂层,制备出具有较高结合强度的Al₂O₃陶瓷涂层。带有Al₂O₃陶瓷涂层的Q235钢试件在熔融锌液中的腐蚀试验表明:Al₂O₃陶瓷涂层与锌液为不互溶材料,它们之间不发生润湿。Al₂O₃陶瓷涂层的主要作用是隔离基体与锌液,防止铁锌发生扩散反应,阻止对基体的腐蚀。但Al₂O₃陶瓷涂层在500℃锌液中经过长时间的热浸会出现锌液粘结在陶瓷涂层表面的现象,表明Al₂O₃陶瓷与锌液之间发生了反应润湿。通过电镜照片和金相照片的微观分析及X射线衍射分析得出,在锌液与陶瓷涂层界面处形成了锌铝氧三元化合物:ZnO·Al₂O₃、3ZnO·47Al₂O₃、4ZnO·11Al₂O₃等,且化合物形成的过程与氧化锌的含量有关。

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