论文摘要
随着现代工业对钢结构件耐蚀性能、外观质量及成型性能等要求的不断提高,镀层合金化工艺已成为热浸镀改性的重要手段之一。本文基于当前的研究现状,结合我国金属钛丰富的储量,试图研究Zn-Ti-Al三元合金镀层的形层机理及其耐腐蚀性能。本课题基于热浸镀镀层合金化的研究现状及趋势,在前期试验基础上,对优选出的三种Zn-Ti-Al合金镀层形层机理及耐腐蚀性能作了进一步的探究。综合利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、电化学工作站、中性盐雾腐蚀试验、X射线衍射仪等对比分析了不同浸镀时间、浸镀温度条件下获得的纯锌镀层、Zn-Ti-Al合金镀层以及所对应的Zn-Ti合金镀层相组成、结构及耐蚀性能,得出以下结论：随着浸镀时间的增加,各种方案镀层厚度均会增大。但与纯锌镀层相对比,Zn-Ti合金镀层厚度增加较为平稳,不会出现ζ相的超厚生长；Zn-Ti-Al镀层厚度随浸镀时间增加而增大的过程也较为平稳,同时能够获得比Zn-Ti合金镀层更薄的镀层,主要原因是Ti、Al元素对ζ相生长都具有一定抑制作用,同时Al元素的加入显著改善了合金浴的流动性能,使得镀层最外层的η相层厚度减薄。在相同浸镀时间下,纯锌及Zn-Ti合金镀层总体表现为随着浸镀温度的升高,镀层耐腐蚀速率呈降低的趋势；而Zn-Ti-Al镀层耐腐蚀速率随着浸镀温度变化影响的规律不明显。其中A3合金镀层在浸镀时间为60秒、240秒的情况下所获得的镀层,其耐蚀性能几乎不随浸镀温度的变化而改变。研究同时表明,浸镀时间及浸镀温度对镀层的表观性能及盐雾腐蚀速率的影响相对较大,但对镀层电化学极化性能的影响较小。而合金成分是影响镀层电化学极化特性的主要因素。本文借助扩散理论解释了扩散反应速率受到浸镀时间和浸镀温度的影响而改变后,所获得镀层的相组成及结构出现一定变化。同时,由于基材中Si元素向锌浴中的扩散,导致了镀层中弥散δ相（Diffuse-Δ）的出现,而Ti、Al元素的加入抑制了ζ相的生长,从而间接的加速了弥散6相的出现。