粉末渗锌是将钢基体包埋于渗剂中,然后通过热扩散的方式获得Fe-Zn合金层的工艺,该工艺主要用于钢铁制件的防护。渗锌处理获得的渗层在耐腐蚀性能方面优于其他锌镀层,并且铁锌层与基体的结合力强,因此该技术得到了广泛应用。然而粉末渗锌工艺的生产周期长,效率低,渗锌件的成品率不高,渗层检测大多是有损检测,此外单一的渗锌层防腐蚀效果有限。针对上述的问题,采用有限元的方法对渗锌过程锌浓度场进行模拟,基于Rietveld法对渗锌层包含的Fe-Zn相进行无损定量分析。通过以上两种方法指导生产出满足不同相含量的渗锌产品。基于锰元素在多种锌镀层中表现出较优异的防腐蚀效果,采用包埋法和机械能助渗法制备Zn-Mn共渗层,期望Mn元素的存在能够改善共渗层的组织并提升其耐腐蚀性能。首先通过有限元法模拟了渗锌过程中锌浓度场。结果表明,模拟出的锌浓度场与实际渗锌层中锌原子的分布较为一致,并且在低温下进行短时间渗锌时,该模型更为准确。此外,基于Rietveld方法对粉末渗锌层包含的Γ、δ、ζ相分别进行结构精修,并将精修结构模型用于渗锌层各相含量的定量分析。采用Rietveld法获得的定量相分析结果与实验值相比,误差低于8.2%。相对于其他检测手段,该方法相对简单且准确度高,可作为无损检测中的一种手段。渗锌过程的有限元模拟和检测渗锌层各相含量的Rietveld定量分析方法可在一定程度上指导粉末渗锌生产工艺。其次通过包埋法研究了两种配比的锌锰渗剂在410℃、440℃、470℃下保温3h获得的锌锰共渗层。结果表明,在470℃下保温获得的渗层能检测出锰元素的存在,而在410℃和440℃下保温获得的渗层没有检测出锰元素的存在。通过包埋法进行锌锰共渗时,渗剂中的粉末已经粘结成块,影响共渗试样的表面质量。通过改进渗锌装置,采用机械能助渗的方法研究Zn-Mn共渗层。通过机械能助渗的方式可以获得表面质量较好的共渗试样,并且降低渗剂粉末的粘结程度。在机械能助渗的方式下,一段式升温至共渗温度获得的共渗层中的裂纹较多,且厚度相对于两段式升温获得的共渗层要小。渗剂中Mn元素的存在能够抑制渗层组织的快速生长。通过对锌锰共渗层的XRD表征和EDS分析可知,Mn元素以固溶的形式存在于Γ相和δ相。根据锌锰共渗层的电化学测试结果可知,渗层中Mn元素的存在可以提高Zn-Mn共渗层的自腐蚀电位,并且降低渗层的腐蚀电流密度和腐蚀速率,表明锰元素的渗入可以较好的提高锌锰共渗层的耐腐蚀性能。