鋁鑄鐵抗鋅液腐蝕機制研究-預(yù)覽頁
【正文】 代之后， FeAl 相仍可保持抗 Zn 液腐蝕的特性，取代較多 時將失去穩(wěn)定性，形成 FeZn 相。因此，提高鑄鐵抗鋅液腐蝕能力是一個急需研究的問題。但目前國內(nèi)使用的鑄鐵鍍鋅鍋由于受鋅液的嚴(yán)重腐蝕而其實際使用壽命很短，不但造成鍍鋅鍋消耗較大，而且損失大量的鋅。 Short 和 Mackowiak［ 3］認(rèn)為在合金化 的過程中最初形成 FeAl3， Fe2Al5和 FeAlZn 三元合金或它們的混合物，因為 FeAl 相在熱力學(xué)上比 FeZn 相穩(wěn)定，但由于 Al 含量較少，聚集起來比較困難，所以 FeAl 相沉積長大較慢。 1 實驗方法 實驗選用普通灰鑄鐵和三種不同 Al含量的鑄鐵作為研究材料，試樣代號及其平均化學(xué)成分如表 1所示。以腐蝕層與鑄鐵基體界面為中心分別向兩側(cè)每隔 20μm 測一次，每次測三點取平均值。 TEM樣品采用電火花線切割機、電解雙噴儀及離 子減薄器制備。當(dāng) Al量增加到 %時其抗鋅液腐蝕性能比普通灰鑄鐵提高 10倍。表面層主要由鋅組成 ，它是在樣品取出時涂掛的鋅液隨后冷卻凝固形成的。三種含 Al 鑄鐵的橫截面形貌比較相似如圖 2b所示，其化合物層較寬，它主要由白色的塊狀物和塊狀物之間的黑色組織組成。因此， Al 鑄鐵的化合物層由白色的塊狀物 δ FeZn7和塊狀物之間的黑色組織 FeAl 及 Fe3Al 金屬間化合物組成。隨著溫度升高，原子的擴散能力增加，鋅液的腐蝕及熱對流沖擊作用進(jìn)一步加劇， δ 相晶界強度更低，所以，腐蝕速率顯著增加。實驗觀察到的 Fe3Al 相是腐蝕樣品取出后在空冷過程中形成的。由此看來，鑄鐵中加入 Al 提高鑄鐵抗鋅液腐蝕能力的作用是：改變了化合物層中 δ 相的分布形態(tài)，從而阻止了 δ 顆粒的脫落；增加了反應(yīng)化合物層的寬度，降低了原子的擴散系數(shù)。由于液相中擴散速度快，加之 Zn液中存在著熱對流，使得靠近Zn液中 δ 相很快溶解于 Zn液中，而且隨著 Fe和 Zn原子的不斷擴散，析出致密的 δ 相，當(dāng)成分超過 δ/(δ+Γ) 時，又析出一層 Γ 相。用 VFe表示 Fe消耗于鋅液中的速度，VFe1表示 Fe在化合物層中的擴散速度， VFe2表示 Fe脫落到鋅液中的速度，即 VFe=VFe1+VFe2。 3 結(jié)論 (1)鑄鐵中加入適量的 Al可以顯著提高鑄鐵抗鋅液腐蝕能力，當(dāng) Al量增加到 8%時其抗鋅液腐蝕性能比普通灰鑄鐵提高
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