鋁鑄鐵抗鋅液腐蝕機制研究-預覽頁
【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。但目前國內使用的鑄鐵鍍鋅鍋由于受鋅液的嚴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 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 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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