锰对热镀锌镀层组织与性能影响的研究
《Sb和Mn对Zn腐蚀的影响》
《Sb和Mn对Zn腐蚀的影响》摘要：本文通过实验室条件下的研究，探讨了Sb和Mn元素对Zn 腐蚀的影响。
采用多种实验方法和测试手段，系统地研究了不同含量和配比的Sb和Mn在Zn中形成的合金在腐蚀过程中的行为，旨在深入了解合金元素如何影响锌及其合金的腐蚀特性，并从理论和实验两方面探讨其原因和潜在机制。
一、引言Zn是一种常用的金属材料，广泛应用于各种工业领域。
然而，由于环境因素如湿度、温度和化学物质的存在，Zn容易发生腐蚀。
为了改善其耐腐蚀性能，通常通过合金化来引入其他元素。
Sb和Mn是两种常见的合金元素，它们在提高Zn的耐腐蚀性方面具有重要作用。
因此，研究Sb和Mn对Zn腐蚀的影响对于优化锌基合金的性能具有重要意义。
二、实验方法本实验采用不同含量和配比的Sb和Mn与纯Zn进行合金化。
首先制备了多个不同配比的合金样品，然后进行一系列的腐蚀实验。
实验条件包括不同环境中的暴露时间、温度、湿度等。
采用重量法、电化学测试和表面分析技术等手段来评估和分析合金的腐蚀行为。
三、Sb对Zn腐蚀的影响Sb作为一种常见的合金元素，可以显著提高Zn的耐腐蚀性。
实验结果表明，随着Sb含量的增加，Zn合金的耐腐蚀性得到提高。
这是因为Sb能够与Zn形成稳定的化合物，这些化合物在表面形成一层保护膜，阻止了Zn与外界环境的进一步反应。
此外，Sb还可以改变Zn的微观结构，从而提高其耐腐蚀性。
四、Mn对Zn腐蚀的影响Mn同样对Zn的耐腐蚀性有显著影响。
与Sb类似，Mn能够与Zn形成稳定的化合物，并在表面形成一层保护膜。
此外，Mn 还可以通过改变Zn的晶体结构来提高其耐腐蚀性。
然而，Mn含量过高可能导致合金中出现第二相颗粒，这可能会降低其耐腐蚀性。
因此，合理控制Mn的含量对于优化锌基合金的性能至关重要。
五、Sb和Mn联合作用对Zn腐蚀的影响当Sb和Mn同时存在于Zn中时，它们之间存在协同效应。
实验结果表明，适量的Sb和Mn共同添加可以进一步提高Zn的耐腐蚀性。
材料成分对热镀锌钢板性能及表面质量的影响
材料成分对热镀锌钢板性能及表面质量的影响摘要：热镀锌钢板作为一种重要的金属材料，在工业生产和建筑领域具有广泛应用。
它通过热镀锌工艺，在钢板表面通过熔融金属镀层的形式，附着一层锌层，从而起到防腐、耐蚀和增加材料力学性能的作用。
然而，不同材料成分的热镀锌钢板在性能和表面质量上的差异，一直是研究和生产中的关键问题。
为了深入研究不同材料成分对热镀锌钢板的影响，本论文旨在通过系统的实验研究，探索材料成分对热镀锌钢板性能和表面质量的影响机理，为热镀锌钢板的优化设计和应用提供理论和实验依据。
通过介绍热镀锌钢板的应用背景和研究意义，概述研究目的和方法，以及论文的组织结构，来引导读者对本文的整体内容有一个清晰的了解。
关键词：材料成分；热镀锌钢板性能；表面质量；影响导言：针对热镀锌钢板的性能和表面质量，以往的研究多集中于单一因素的影响，如锌层厚度、工艺参数等。
而本论文将着重研究不同材料成分对热镀锌钢板性能和表面质量的综合影响，包括抗拉强度、硬度、冲击韧性等性能指标，以及表面光洁度、铬酸盐脱皮试验等表面质量评价指标。
通过选择不同的材料成分，并通过控制实验条件，比较不同材料成分的热镀锌钢板的性能和表面质量指标，可以揭示不同材料成分对热镀锌钢板的影响机理。
例如，镍的添加可以提高热镀锌钢板的抗拉强度和硬度，硅的添加可以提高热镀锌钢板的表面光洁度。
1材料与方法1.1材料成分的选取和改变方法在本研究中，我们选取了不同材料成分的热镀锌钢板进行实验。
通过改变材料成分，我们可以探究不同成分对热镀锌钢板性能和表面质量的影响。
我们选取了一系列已知成分的热镀锌钢板作为对照组，包括没有任何添加剂的标准型和一些广泛应用的添加剂，如铜、镍和硅。
为了改变材料成分，我们采用了两种方法：添加剂的单独添加和多种添加剂的组合添加。
对于单独添加的实验组，我们在标准型的基础上添加铜、镍和硅等添加剂，并根据需要调整添加剂的含量。
对于组合添加的实验组，我们在标准型的基础上同时添加铜和镍、镍和硅、铜和硅等不同组合的添加剂，也根据需要调整添加剂的含量。
提高热镀锌镀层质量的研究
２ ． ２锌液 控制参数和气 刀对 锌层质量 的 影 响 带钢 的热 镀锌层在锌锅 中完成 ，因此 ， 锌锅气 刀的工艺对所得镀 锌产品的质量产 生 直接 的影响。锌锅 的作用 是加热和 “ 搅拌 ” 锌液 。均匀恒定锌液温度 ，可减少锌渣 的产 生量 ，避免锌渣夹杂在镀 层中造成锌层挠性
２ 、 影 响热镀锌锌层质量控制的因素
影响热镀锌 锌层质量 的因素主要是基 板 表面清洁度 、锌锅气刀和锌层 测厚仪 ，通过 对这些 因素 的研究 ，对 生产 工艺数据进行分 析，寻找最合理 的锌层质量控制方法。 ２ ． １基板表面 清洁度对锌层厚度的影晌 带钢表面 的油脂 、铁粉 、和固体颗粒 等 表面残 留严重影 响着镀 锌脱脂工序 ，同时冷 硬 板 表 面 的 污 染 物 不 仅 影 响 锌 花 大 小分 布 ， 也会影 响锌层 黏 附性 ，轻则弯 曲时镀层 出现 裂纹，重则造成锌层脱落口 ］ 。影响冷连轧基板 清洁度的因素主要是冷 连轧系 统中：乳化液、 轧制工艺参数和吹扫装 置。 ２ ． １ ． １ 乳化液系统的影响 乳化 液在轧制过程 中具有润滑 和清 洗带 钢 的作 用，通过对乳化 液温度和浓度变 化的 控制，来减少冷连轧带钢表面残 留物 乳 化液的使用温 度过低不利 于破乳油膜 的形成，造成乳 化液润滑效果 降低 ，钢板的 铁粉 污染程度增 加：温度过高易使 乳化液颗 粒长大 ，造成因乳化液不稳定而 使油耗上升 ， 并且使过多的油脂 附集在钢板表面 ，增加钢 板 的油脂污染程度。 乳化 液 浓 度是 指 乳化 液 中 轧制 油 的含 量，是润滑重 要的因素之一 。若 乳化液浓度 太 低，带钢与 轧辊之间处于润滑 不足状态 ， 产 生过量磨损 ，钢板表面残铁过 高 ，会增加 带钢表面吸 附面积，还会导致带钢 表面热划 伤 ，以及润滑 不 良使冷轧带钢 发黑等缺 陷； 乳化液浓度过 高，不利于 轧辊冷却并且轧 后 板带含油 多，带钢表面清 洁度下降 ，不利 于 下道工序 生产 ，并且易 出现轧辊打滑 。 ２ ． １ ． ２轧制工艺参数 的影响 （ １ ）轧制速度 的影 响：轧制速度越快， 带钢温度越高 ，油的粘度越 小，容 易被 出口 吹扫装置 吹走 ，乳化液挥 发越快 ，带钢表 面 清洁度越 高。反之，带钢表面残留就多。 （ ２ ）轧辊粗糙度 的影 响：镀锌用原板表 面粗糙度 愈高 ，锌层 的附着 性也愈好 ，提 高 了涂镀质量 ，使镀层牢 固、均匀，美观 。但 是 ，轧 辊表面 粗糙度越 高，摩擦力 大，在轧 制过程中易产生铁粉 ，带钢表面黏 附的油多， 表面清 洁度低 ，因此选 择合适的粗 糙度 极为
高锰钢的化学成分对组织和性能的影响研究
高锰钢的化学成分对组织和性能的影响研究本文作者：刘华多刘喆对高锰钢的性能产生了一定的影响。
若经水韧处理，高锰钢奥氏体中的残存碳化物将较多，这些碳化物可能会沿晶界分布而使高锰钢的韧性大为下降。
1.2锰锰是高锰钢的主要成份，它对合金γ目区的扩大、奥氏体组织的稳定及Ms点的降低都有很大的影响，锰可使高锰钢的奥氏体组织保持到室温。
在钢中锰除了固溶在奥氏体外。
还有一部分会存在于（Mn、Fe）C型的碳化物中。
若锰的含量增加，则高锰钢的强度及####韧性都将提高，这是因为锰具有增加晶间结合力的作用。
锰若含量很高会使钢的导热性下降，进而很容易出现穿晶组织，严重影响了高锰钢的机械及力学性能等。
为获得理想的机械性能，当碳含量在O.9％－1.5％范围内时，我们通常将锰的含量控制在11％－14％范围内。
锰的含量确定多由铸件结构及工况条件等方面来决定。
大断面及结构复杂的铸件其含锰量应相对较高，另外若铸件用于强烈####使用，则含锰量也应高些。
1.3硅硅通常是作为一种脱氧剂带入，它具有强化固溶体、提高屈服强度的作用。
但是它封闭Y相区且会促进石墨化。
当其含量大于0.6％时，一方面会导致高锰钢产生粗晶，另一方面也会使碳在奥氏体中溶解度降低，进而促使碳化物在晶界的析出，不但降低了钢的耐磨性及韧性，也增加了钢的热裂倾向。
因此，通常我们将硅控制在0.3％－0.6％范围内，但在某些特殊情况下，如需钢水具有良好的流动性时，我们应增加硅量，使晶界的状况得到改善。
1.4硫高锰钢中因硫与锰的存在，便生成了硫化锰，硫化锰可进入溶渣。
在生产中若硫小于0.02％，则完全可达到标准要求。
1.5磷磷在奥氏体中的溶解度很小，通常是和铁、锰等产生共晶磷化物，且在晶界析出。
磷和容易引起铸件的热裂，降低铸件的机械性能并对耐磨性有一定的损害，严重时甚至会在工作中断裂。
如0.12％磷含量的高锰钢若用来制造某些圆锥式破碎机的衬板，其寿命往往只有0.038％磷含量的高锰钢其寿命的一半。
热镀锌镀层影响因素
+2
带钢不同入锌锅温度条件下Fe-Al抑制层点扫描成分定量分析（wt%） (a)475℃；(b)495℃；(c)525℃
图4(a) 图4(b) 图4(c)
谱图 1 2 3 1 2 1
2
Al 4.64 1.16 0.88 15.62
12.19 8.69
8.28
Fe 55.49 15.38 21.97 79.00
Fe-Zn合金层增厚严重影响镀层的粘附性。 锌锅温度的波动也会导致锌渣的产生，所以锌锅温度应该控制稳定。
锌液温度对铁损的影响规律
热镀锌时，形成锌瘤缺陷。
钢中含碳量对铁在锌液中溶解度的影响
Fea-Zn合金层
b
不同含碳量的热镀锌层形貌(wt%) (a)0.17;(b)0.08
钢基硅含量
钢中硅含量超过0.04%时，硅会将带钢表面的氧化铁还原，生成硅的 氧化物并在带钢表面富集，氧化硅层有两大不利作用。
会使锌液在基板表面的浸润性严重恶化，导致锌液很难镀到带钢表面， 镀后的镀层也很不均匀，造成严重的镀锌不良，特别严重时镀层用手也
79.70 46.23
36.89
Zn 39.87 83.46 77.15 5.38
8.11 45.08
54.82
总和 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
100.00
带钢入锌锅温度
带钢入锌锅温度是影响锌层粘附性的重要因素之一。 在带钢连续热镀锌过程中，带钢入锌锅温度显著影响基板与镀层
佳。
带钢表面清洁度
影响带钢表面清洁度的主要因素是带钢表面残留的轧制乳化液。随着 轧制乳化液中油脂含量的提高，残留在带钢表面的油脂在预热炉中越不 易被除尽，干扰热镀锌时正常Fe-Zn合金层的形成，从而恶化了镀层的
锌液中各元素对热镀锌的影响
锌液中各元素对热镀锌的影响在加铝热镀锌中，锌液中所含的铝是对热镀锌影响最强烈的一个元素。
关于这方面的知识已在前面讨论过。
除了铝之外，还有其它的元素，通常以微量杂质存在于原料锌锭，对铁-锌合金层的形成和成长以及对镀层的厚度和塑性的作用都极其微小。
有时，为了达到某种目的，专门向锌液中加入一定量的这类金属。
它们能以不同的形式对热镀锌发生影响：可提高或降低锌液的熔点；可增加或减少锌液的表面张力和粘度；可扩大或缩小表面的结晶锌花；可使元素本身进入镀锌层的各相层中，并改变结晶相的组成、厚度和形成速度等。
1、铅的影响自然界中存在的总是铅、锌共生的矿床，在冶炼锌时，虽然经过多次精馏，但各级成品锌中仍然含有一定量的铅。
值得注意的是，在热镀锌时总是特意向锌液中添加一些铅。
在450℃的锌液中，铅的溶解极限为1.5%，如果超过此饱和浓度进一步加铅，则会导致锌锅底部出现铅层。
铅的存在也可降低锌液的粘度和表面张力，由此便能增大锌液对铁表面的浸润能力。
在热镀锌时，向锌液中加铅，可使镀层表面获得美丽的大锌花，同时可改善锌液对钢板的浸润条件，从而缩短带钢的浸润时间2、铁的影响当锌液温度为450℃时，铁在锌液中的最大溶解度（即饱和浓度）为0.03%，若铁量继续增加，则铁便与锌结合生成铁-锌合金，沉入锅底，即所谓底渣。
此外，铁还易和铝结合生成底渣，减少有效铝含量，因此可使镀层粘附性变坏。
另外，铁的存在可增加锌液的粘度和表面张力，从而恶化锌液对钢板的润湿条件，使镀锌时间延长。
3、锑的影响锌液中加入锑可获得美丽的锌花。
4、其他元素的影响除了以上元素外，还有一些其它杂质元素，它们中的多数是由于与锌矿石共生，在冶炼锌时没有除干净而留下的（如镉、锡、锑），有的是生产过程中不可避免带入的（如铁）。
锌液中的杂质元素含量对镀锌会造成一些影响，其主要是下列几个方面：4.1 影响镀层的性质和结构。
如增加或减少铁在锌液中的溶解速度（如镉、锑），使铁锌合金层变厚或减薄，增加或降低锌液的流动性使纯锌层减薄或加厚（如铁），增加锌的脆性，使镀层变脆（如砷）；4.2 改变锌层的抗蚀性，使锌层抗蚀性提高或降低；4.3 改善镀层外观，使锌花的形状、大小、颜色发生变化；五、钢基板中各元素对热镀锌的影响1、碳的影响钢中含碳量愈高，铁-锌反应就愈强烈，铁的损失就越大，钢基参加反应愈强烈，即铁-锌合金层变得愈厚使镀锌层粘附性变坏。
微量元素对热镀锌生产工艺的影响
微量元素对热镀锌生产工艺的影响作者：彭玉娟来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第04期摘要：在热镀锌液生产工艺中，常向锌液中加入其他各种元素以改善镀锌工艺和提高产品质量。
文中着重阐述了常见的几种添加元素对热镀锌生产工艺及镀层特性的影响，对热镀锌中生产工艺具有一定的指导意义。
关键词：热镀锌；添加元素；影响近年来，国内热镀锌生产技术得到迅速发展，随着汽车等高端产业的快速发展，对热镀锌产品的需求也越来越多，同时也对产品性和质量能提出了更高的要求。
向锌液中加入各种调节元素，具有改善镀锌工艺、提高表面质量、增强镀层的耐腐蚀性等作用，故研究各种微量元素在热镀锌生产工艺的影响对热镀锌技术开发与应用具有重要意义。
1 微量元素对热镀锌生产工艺的影响1.1 铁铁元素通常是以杂质形式混入锌液的，若铁元素杂质含量超过其饱和度，容易在镀锌后的基板表面产生锌渣颗粒，形成凸起，造成带钢表面出现粗糙不平缺陷。
这是由于铁元素与锌反应产生FeZn7化合物，同时，铁还会与锌液中少量的Al元素反应并产生化合物Fe2Al5，从而影响镀层表面光洁度。
因此，应对锌液中铁杂质含量进行严格控制。
1.2 稀土锌液中添加稀土的主要成分为铈、镧元素，添加稀土元素的作用主要是改善镀层厚度，并提高镀层表面质量，同时，还可以有效改善镀层的机加工性能和抗腐蚀能力。
这是由于一定含量的稀土元素能够细化镀层组织晶粒，增加镀层表面致密性，并促进氧化层的形成，可有效增加镀层的耐高温腐蚀性。
1.3 硅向锌液中加入少量的硅元素，能够将锌液中过量的铁杂质去除掉，这是因为硅可以与铁反应并形成鐵硅化合物。
同时，硅元素不易与锌溶合形成合金，硅元素在镀层内的形态通常为块状的单质硅，该形态具有很高的硬度，因此硅粒子在镀层中具有硬质点的作用，能够有效提高镀层的耐磨性。
此外，硅元素对于提高镀层的耐腐蚀和耐高温性能也有一定的作用。
1.4 锰向锌液中加入锰元素的目的主要是为了提高镀层的抗氧化和耐腐蚀性能。
Bi、Ti、Mn对热浸镀锌镀层组织与性能的影响
Bi、Ti、Mn对热浸镀锌镀层组织与性能的影响为了开发性能优异的热浸镀合金,本研究通过在锌液中添加微量Al、Bi、Ti、Mn元素,并对Q235钢进行热浸镀后获得了Zn-xBi(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5wt%)、Zn-0.5%Al-xTi(x=0,0.03,0.05,0.07,0.10,0.12wt%)、Zn-5%Al-xTi(x=0,0.03,0.05,0.07,0.10,0.12wt%)和Zn-0.5%Al-xMn(x=0,0.05,0.12,0.18,0.25wt%)合金镀层,探讨了Bi、Ti、Mn对合金镀层组织、厚度、硬度和耐蚀性的影响规律,得到了以下主要研究结果。
在锌浴中添加微量的Bi能细化晶粒,减少锌渣产生。
随Bi含量提高,锌液流动性增加,镀层表面质量改善,厚度减小,抑制Sandelin效应,但晶粒尺寸增大,硬度降低,耐腐蚀性能变差。
当Bi含量为0.1%-0.3%时,镀层硬度下降速率较小;当铋含量在0.3%-0.5%时,镀层硬度变化速率较大。
添加Ti可提高镀液的流动性,减少热浸镀锌灰、浮渣和锌瘤,改善镀层表面质量,细化晶粒,减小镀层厚度,有效抑制Sandelin效应。
当Al含量一定时,随着Ti含量增加,Zn-0.5%Al-xTi合金镀层的光洁度先升高后降低,晶粒尺寸先减小后增大,显微硬度先增大后减小,镀层厚度先减小后增大,腐蚀速率呈现出先增加后减小再增加的变化规律;随着Ti含量增加,Zn-5%Al-xTi合金镀层的光洁度先升高后降低,晶粒尺寸先减小后增大,显微硬度先增大后减小,镀层厚度逐渐降低,耐蚀性先增加后降低。
当Ti含量一定时,随着Al含量的提高,镀层光亮度提高,厚度增加,晶粒尺寸增大,耐蚀性显著提高。
Zn-5%Al-0.10%Ti合金镀层表面质量好,镀层厚度适中,晶粒尺寸小,硬度高,耐蚀性好,综合性能最优。
添加适量Mn可提高镀浴流动性,减少锌渣,细化晶粒,有效抑制Fe-Zn反应,减少镀层厚度,抑制Sandelin效应,提高镀层耐蚀性。
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锰对热镀锌镀层组织与性能影响的研究热浸镀锌作为一种具有优良耐腐蚀性能的涂层技术,在各行各业得到了广泛的应用。
影响热浸镀锌的因素有很多,如钢基和锌池中的合金元素等。
本工作主要是从锌池和钢基两个方面研究合金元素锰对热浸镀锌的影响。
研究锌池中合金元素锰的作用时发现,当往锌池中添加锰时,锌锅底部产生了很多粉末状底渣,且随锰元素添加量的增加,粉末状底渣的量不断增多;不管锌池中有没有铝,锌池中的锰都能明显抑制镀层的生长,并改变镀层的组织形貌;当浸镀Zn-Mn时,镀层表面为彩色,镀层主要由δ和ζ相组成,并且锰元素能促进δ相层的生长,抑制ζ相层的生长,镀锌渣主要为富锰的ζ相;当浸镀Zn-Al-Mn时,镀层表面未出现彩色,镀层主要由致密状δ相和破碎状富锰δ相层组成;锰元素促使δ相的生长由破碎状向致密状转变。
目前采用最多的抑制硅反应性的方法是在锌池中添加一定量的合金元素。
由于锰元素能明显抑制镀层的生长,为了明确锌池中锰对抑制硅反应性的效果,我们研究了锰元素对不同含硅量基体的镀层生长的影响。
研究结果表明,锰元素对Q345钢的镀层过厚生长没有明显的抑制作用,而对Q235和Fe-0.08%Si的硅反应性有明显的抑制作用。
此外,锰元素能提高镀层的耐腐蚀性和抗氧化性。
锰是钢中的主要合金元素之一,它具有稳定奥氏体等作用。
本文还研究了钢基体中合金元素锰对热浸镀锌镀层的影响。
研究结果表明,当往Q217钢中添加低于1.8wt.%的锰时,镀层总厚度随锰含量的增加而不断降低;当往Q217钢中添加超过1.8wt.%的锰时,镀层总厚度随锰含量的继续增加而有所增厚;镀层中的合金相ζ层厚度的变化趋势与总厚度的变
化趋势是一致的;δ相层的厚度则随锰含量的增加而增加,但增加趋势比较缓慢。
Zn/(Fe-Mn)液固扩散偶研究结果表明,扩散层总厚度先随锰含量的增加而增厚,当锰含量达到1.3wt.%时,扩散层总厚度达到最大;当锰继续增加时,扩散层总厚度反而下降。