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稀土等合金元素对铝液在钢板上润湿性的影响

作　者: 夏志升
导　师: 李国喜
学　校: 东北大学
专　业: 材料学
关键词: 热浸镀铝铺展稀土润湿性富集现象耐蚀性
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

热浸镀铝钢材和制品在工艺性能和经济效果等方面较之其他钢材防护技术和措施,有着一系列突出的优点。然而,热浸镀铝存在一些固有的局限性和缺点,在镀铝的过程中经常会产生一些针孔漏镀等现象,使得镀层的耐蚀性能下降。作此实验的目的是通过往铝液中添加不同的合金元素,研究它们对铝液在钢板上润湿性的影响,找出一些能够改善铝液对钢板的润湿性的合金元素。达到通过往铝液中添加一些提高铝液在钢板润湿性的合金元素,不但可以减少针孔漏镀现象,而且可以使镀层的性能更加的优越。本试验采取测量铝液在钢板上铺展面积大小来确定待添加的合金。首先熔炼Al-Zn、Al-Mn、Al-Re、Al-Mg四种铝合金,每种合金熔炼五种成分,熔炼温度为760℃,浇注成圆柱试样,通过机械加工成φ10×2mm的试样。在不锈钢锅里,采取模拟热浸镀环境(把钢板放到熔化的熔盐中)做铺展试验。铺展温度为740℃,铺展时间为10分钟。通过测量比较铺展面积得知,四种合金都提高了铝液的润湿性,添加0.2%的稀土的铝合金在钢板上的铺展面积最大。通过热浸镀不同含量的稀土铝合金,研究稀土对热浸镀铝工件的影响。用4XC系列金相显微镜观察微观组织,用扫描电镜做成分分析,以及稀土对铝液抗氧化性及镀铝试样表面质量的影响试验,通过在稀硝酸浸泡试验测量镀层的连续性,通过在盐水(3%NaCl)浸泡试验检验镀层的耐蚀性。结果为稀土的添加可以减少镀层表面层的厚度；对合金层的厚度影响不大；并使合金层与基体出现凸凹不平界面。并得知稀土确实扩散到镀层里；发现当稀土添加量为0.3%时出现了稀土富集现象,而且随着稀土添加量的增加富集现象越明显。铝液中加适量的稀土能减轻铝合金液的氧化程度；添加稀土元素的量为0.2～0.3%时能有效的减少针孔和漏镀；Re加入量为0.1～0.3%时,试样耐蚀性效果比较明显。并分析讨论了稀土对铝液在钢板表面润湿性的影响,稀土提高镀层耐蚀性机理。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-31
  1.1 热浸镀铝技术的发展史  11-12
  1.2 热浸镀铝的工艺  12-17
    1.2.1 熔剂法  12-16
    1.2.2 森吉米尔法  16-17
  1.3 热浸镀铝镀层  17-19
    1.3.1 镀层的形成机理  17-18
    1.3.2 镀层与控制因素的关系  18-19
  1.4 热浸镀铝钢的性能  19-21
    1.4.1 机械性能  19
    1.4.2 耐蚀性能  19-20
    1.4.3 耐热及抗高温氧化性  20-21
  1.5 热浸镀铝产品的应用  21-22
  1.6 热浸镀铝技术的现状和发展趋势  22-25
    1.6.1 热浸镀铝技术的现状  22-23
    1.6.2 热浸镀渗铝技术存在的问题  23-24
    1.6.3 热浸镀铝技术的发展趋势  24-25
  1.7 稀土元素对热浸镀铝的作用及其性能的影响  25-28
    1.7.1 稀土元素的性质  25-26
    1.7.2 稀土在热浸镀中的应用  26-28
  1.8 实验目的及内容  28-31
    1.8.1 实验目的与意义  28-29
    1.8.2 主要实验内容  29-31
第2章合金元素对铝液在钢板上润湿性的影响  31-45
  2.1 前言  31-33
    2.1.1 试验方法的确定  31-32
    2.1.2 熔剂法热浸镀铝层的形成机理  32-33
  2.2 试验条件和方法  33-36
    2.2.1 试验材料  33-34
    2.2.2 合金的熔炼  34-35
    2.2.3 铺展实验  35-36
  2.3 试验结果与分析  36-43
    2.3.1 铝液在钢板上的铺展  36-43
  2.4 本章小结  43-45
第3章稀土等合金元素对铝液在钢板表面上润湿性理论及镀层性能的影响  45-61
  3.1 热浸镀铝实验设备和工艺过程  45-48
    3.1.1 热浸镀铝设备  45
    3.1.2 热浸镀铝工艺过程  45-47
    3.1.3 金相组织观察  47-48
  3.2 稀土对镀层性能的影响  48-53
    3.2.1 稀土对镀层连续性的影响  48-50
    3.2.2 稀土对镀铝层耐蚀性能的影响  50-52
    3.2.3 稀土对铝液抗氧化性及镀层表面质量的影响  52-53
  3.3 稀土对镀层的组织影响  53-55
    3.3.1 稀土对镀层厚度的影响  53-54
    3.3.2 稀土对合金层与钢基体界面的影响  54-55
  3.4 镀层中稀土元素的分布  55-58
    3.4.1 镀层中稀土元素的线分布  55-56
    3.4.2 稀土元素的富集  56-58
  3.5 讨论  58-59
    3.5.1 稀土对铝液在钢板表面润湿性的影响  58
    3.5.2 稀土提高镀层耐蚀性机理  58-59
  3.6 本章小结  59-61
第4章结论  61-63
参考文献  63-67
致谢  67

稀土等合金元素对铝液在钢板上润湿性的影响

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