论文部分内容阅读
热镀锌技术在世界各国已得到广泛的应用。众所周知,热浸镀Zn-Ni合金技术是解决活性钢热镀锌问题的有效方法。但随着科技的进步,人们对热浸镀锌层质量的要求越来越高。不仅要求热浸镀锌层厚度适宜,而且需具有优良的耐蚀性能,同时,有些镀层应用在较高的温度环境下,还要求其具有一定的抗氧化性能。因此,为了进一步提高热浸镀锌层的质量和性能,本文在锌浴中添加微量的Ni、V元素,得到Zn-Ni、Zn-V、Zn-0.05wt%Ni-V镀层,研究了Zn-Ni、Zn-V、Zn-0.05wt%Ni-V镀层的组织形貌和耐蚀性能;重点研究了Zn-0.05wt%Ni-0.05wt%V镀层的耐蚀性能及腐蚀过程;同时,研究了热浸镀纯Zn和Zn-0.05wt%Ni-0.05wt%V镀层在350℃的恒温氧化行为及其氧化机理。对Zn-Ni、Zn-V和Zn-0.05wt%Ni-V镀层组织形貌的研究表明,Zn-Ni镀层随着Ni含量的增加,ζ相层逐渐减薄;而Zn-V镀层随着V含量的增加,镀层出现超厚现象;对于Zn-0.05%Ni-V镀层,镀浴中V的添加量大于0.03wt%时,可以有效地抑制Fe-Zn反应,控制ζ相层的超厚生长。对Zn-Ni、Zn-V和Zn-0.05wt%Ni-V镀层耐蚀性能的研究表明,Zn-Ni和Zn-V镀层都随着Ni和V含量的增加,耐蚀性能提高;Zn-0.05wt%Ni-V合金镀层在5wt%NaCl溶液中的电化学阻抗较纯Zn、Zn-0.05wt%Ni镀层增大,自腐蚀电位正移,极化电阻增大,腐蚀电流密度减小。Ni、V的加入在一定程度上抑制了阳极和阴极反应,延缓了白锈和红锈的产生,镀层耐蚀性能提高,其中Zn-0.05wt%Ni-0.05wt%V镀层耐蚀性能最佳。对Zn-0.05wt%Ni-0.05wt%V镀层浸泡腐蚀过程的研究表明,浸泡2天时,该镀层表面氧化层发生破坏,阻抗急剧下降;浸泡8天后,腐蚀产物覆盖在镀层表面,阻抗图谱由两个容抗弧组成,低频区尾部出现Warburg扩散阻抗,并随着浸泡时间的延长,阻抗逐渐增大。根据腐蚀过程阻抗谱的变化特点,采用相应的等效电路拟合镀层在浸泡不同时间的电化学阻抗谱图。结果表明:浸泡8天后,腐蚀产物的电容Y1、弥散效应指数n1及扩散电阻W-R逐渐减小,腐蚀产物电阻R1逐渐增大。对纯Zn和Zn-0.05wt%Ni-0.05wt%V镀层在350℃恒温氧化行为的研究表明,经氧化150h后,纯Zn和Zn-0.05wt%Ni-0.05wt%V表层由ZnO和FeZn8.87两相组成;各镀层氧化动力学曲线主要为抛物线类型;在氧化过程中,纯Zn镀层形成大量的孔洞,氧化增重速率快;而Zn-0.05wt%Ni-0.05wt%V镀层组织较致密,在ZnO中掺杂V2O5,降低了缺陷浓度,具有更优的抗氧化性能。