一、热力学分析在连续镀锌过程中的应用(论文文献综述)
周大元[1](2021)在《高强Q&P钢镀锌工艺及其对组织和性能影响研究》文中研究说明作为第三代高强汽车用钢的代表,高强Q&P钢兼备了高的强度和优良的塑性,受到了研究者极大的关注。然而,镀锌处理时,Q&P钢中合金元素的选择性氧化会降低钢板表面的润湿性,从而恶化了钢板的可镀性,这极大程度上限制了高强Q&P钢的应用。此外,高强Q&P钢镀锌过程中的所要经历的过时效保温段对Q&P钢性能影响较大,这些问题都亟待被解决。因此,本文针对高强Q&P钢退火工艺特点及热镀锌工艺难点开展研究,探索既能获得较好的综合力学性能和优异的镀锌质量,又能兼顾Q&P处理和镀锌工艺的最佳连续镀锌Q&P工艺制度。在此基础上研究了典型镀锌工艺参数(氢气含量、露点温度及退火参数)对高强Q&P钢可镀性影响,阐明各参数的具体影响机理并得到以下结论:退火炉中氢气含量由5%提升至25%,氧分压降低的同时气氛还原性显着提高,合金元素在钢板表面的选择性氧化趋势明显降低,抑制层致密性升高,钢板表面润湿性增强,漏镀减少。硅锰氧化物含量升高,富硅氧化物含量降低,各氧化物形态相应发生改变。5%H2气氛下的钢板表面存在大片膜状富硅氧化物,其中嵌有许多椭球状的硅锰氧化物;氢气含量增加至15%时,表面氧化物转变为以纺锤棒条状富硅氧化物为主,小的椭球状硅锰氧化物依附于其棒条生长;25%H2气氛下氧化物呈现出两种生长方式,细小的椭球状硅锰氧化物聚集生长或附着于粗大的椭球状硅锰氧化物生长。在氢气含量确定的氛围中调整露点温度时,Q&P钢表面的镀锌润湿性在-10℃露点时最优,硅、锰元素的表面选择性氧化行为减轻,抑制层致密性最好,表面氧化物呈现部分细小椭球状硅锰氧化物离散分布或依附于大椭球状硅锰氧化物而生长的相结合状态,小部分区域出现了氧化物聚集现象;而-30℃和0℃露点温度下镀锌时表面氧化较严重,呈现多处分裂状,抑制层裸露区域变多,钢板表面润湿性相对较差,宏观漏镀略多。-30℃露点温度下表面氧化物呈大片膜状枝干富硅氧化物及枝干间大量硅锰氧化物相结合的状态;0℃表面部分区域呈现枝干富硅氧化物状,并有少量椭球状硅锰氧化物分布其中。适当调整退火参数也会使Q&P钢的镀性性能发生改变,退火时间的延长(100s→300s)和退火温度的升高(730℃→770℃)均会导致钢板表面锰、硅元素富集有所增加,表面氧化严重,抑制层致密性降低,宏观漏镀现象增加,而退火时间延长引起的可镀性变化更为明显。随着退火时间延长,表面氧化物由不规则形状氧化物与少量椭球状硅锰氧化物相结合的状态转变为枝条状富硅氧化物与少量椭球状硅锰氧化物合并共存生长的状态;而退火温度的升高则会使得气氛中氧分压增加,加快了氧化物的成核率速,形成的富硅氧化物枝干在部分区域会发生粘结。基于上述镀锌参数的调节范围,借鉴Q&P钢在贝氏体转变相区配分的方法,提出一种新型Q&P钢连续退火热镀锌工艺制度,并研究了贝氏体转变相区温度配分时配分温度和保温时间对高强Q&P钢性能的影响及作用机理。结果表明:在贝氏体相生成区间440℃、480℃配分时残余奥氏体含量随配分时间延长逐渐下降,残余奥氏体中碳含量和钢板延伸率都逐渐降低,440℃保温10s强塑积最大,达到20.001GPa%。残余奥氏体的主要组成为部分奥氏化区退火残留下来的铁素体内部块状奥氏体和铁素体-马氏体相交界处配分后未分解的块状奥氏体及马氏体间薄膜状奥氏体。其中,部分残余奥氏体由同一个原始奥氏体组织分解而来,具有相同的取向。配分前期贝氏体生成量较多是由于配分时马氏体向残余奥氏体中的碳扩散以及生成的贝氏体向未转变的奥氏体中排碳共同作用导致,而后期碳含量总体下降缓慢致使残奥稳定性较好,降低了贝氏体转变速率。对不同露点条件下得到的镀锌Q&P钢进行了浸泡腐蚀试验,同时,将最佳高强Q&P钢连续热镀锌退火工艺所得到的锌层进行了宏观腐蚀评价并揭示了其耐腐蚀机理。-10℃露点条件下形成的高强Q&P镀层耐腐蚀性能优于-30℃和0℃露点。其基体与镀层结合致密性大于-30℃和0℃露点,同时表面锌组织的边界处缝隙较少,腐蚀过程中腐蚀液难以从锌层/基体缝隙间和表面锌组织间空隙流入,避免了由此所造成的锌层脱落,致使其耐腐蚀性能最佳。最佳高强Q&P钢连续热镀锌退火工艺所得到的镀锌Q&P钢宏观腐蚀失厚曲线遵循幂指数函数,幂指数n为0.754。其腐蚀产物对基体具有很好保护性,整个腐蚀过程是一个减速过程。主要腐蚀产物为Zn5(OH)8Cl2·H2O、Zn5(CO3)2(OH)6和Zn(OH)2,Zn5(OH)8Cl2·H2O含量在腐蚀后期逐渐增加致使腐蚀速率快速降低。镀锌Q&P钢的初期生成的不稳定的腐蚀产物膜Zn5(OH)6(CO3)2在腐蚀中期被分解,致使腐蚀电流密度初期略有上升而中期下降,腐蚀后期由于多数致密的腐蚀产物Zn5(OH)8Cl2H2O覆盖钢板表面,使得腐蚀速率急剧下降,电流密度降低,腐蚀电位增加。
黄秋雨[2](2021)在《热浸镀用锌铝合金腐蚀产物LDH的制备及其腐蚀防护机理》文中进行了进一步梳理钢铁材料是现代社会使用最广泛的材料之一,但是,钢铁材料在使用环境中(如海洋、土壤、大气等环境)极易发生腐蚀,全球每年的钢铁腐蚀损失达上千亿美元。热浸镀锌是钢铁腐蚀防护最常用的技术:镀锌层同时具备隔离防护和牺牲阳极保护的优点。锌铝合金因其优良的耐腐蚀性能和低廉的成本,是应用最广泛的热浸锌基镀层之一。锌基镀层优越的腐蚀防护性能与其腐蚀产物形成的保护膜密切相关,为了有效提高镀锌层的耐蚀性能,延长钢铁的服役时间,有必要对镀锌层腐蚀产物的物相组成及性能进行系统的探究。目前较多的研究认为锌铝镀层腐蚀产物膜的优良防护性能,与其腐蚀过程中表面沉积的层状双金属氢氧化物(Zn6Al2(OH)16CO3,LDH)和碱式氯化锌(Zn5(OH)8Cl2,ZHC)的含量及形貌有关。但是,大多数锌合金镀层腐蚀行为的探究中,将腐蚀产物的物相组成信息仅仅作为补充数据进行分析,对于腐蚀产物中LDH与ZHC对锌合金腐蚀的防护机理还缺乏确切的解释。因此,本工作首先在纯Zn表面制备了ZHC和LDH两种腐蚀产物,对比分析了LDH和ZHC对纯Zn的腐蚀行为的影响;随后讨论了LDH在锌铝合金表面的生长形成行为及其对腐蚀防护的影响机理。主要结论如下:(1)采用原位生长法在纯Zn基体表面制备LDH和ZHC膜,对比分析了LDH与ZHC膜的微观组织及其对纯Zn腐蚀的防护性能,发现LDH纳米片比ZHC更致密;并且LDH比ZHC与锌基体的结合能力更好;通过电化学测试发现制备的LDH和ZHC都可以抑制Zn基体的阳极溶解,提高腐蚀产物层的防护性能,从而有效阻碍了腐蚀的进行,且LDH的作用更为明显。(2)探究了Zn-5Al、Zn-55Al合金表面LDH的生长行为,发现铝含量对LDH生长形貌有重要影响:对于Zn-5Al合金基体,LDH纳米片在Zn/Al共析区的致密度要大于Zn/Al共晶区;Zn-55Al合金富铝枝晶区LDH纳米片的致密度大于富锌枝晶间区,并且富铝区的LDH的尺寸更细小。并讨论了LDH的生长机理:Al元素是LDH生长的必要的组分,富Al区表面的Al2O3转化为Al(OH)3,LDH在Al(OH)3处形核;铝含量越高的区域,LDH纳米片形态更致密,尺寸更小。(3)通过对比Zn-5Al和LDH/Zn-5Al腐蚀行为,探讨了LDH对Zn-5Al耐腐蚀性能的影响,分析锌合金腐蚀产物的形貌、成分和性能随浸泡时间的变化。Tafel分析表明,LDH膜能有效抑制阴极氧还原反应,并提高合金的腐蚀电位。LDH能增强腐蚀产物层对Zn-5Al基底腐蚀的防护性能。与Zn-5Al合金相比,制备的LDH膜在LDH/Zn-5Al基体上作为腐蚀产物层的骨架,且碱式碳酸锌(Zn5(CO3)2(OH)6,HZ)沉积在LDH纳米片的网状孔隙中,这将减少腐蚀产物层裂缝的产生,增强其隔离和保护性能。(4)通过对比Zn-55Al和LDH/Zn-55Al腐蚀行为,探讨了LDH对Zn-55Al耐腐蚀性能的影响。Zn-55Al合金在浸泡腐蚀过程中,富锌相优先被腐蚀形成ZHC,HZ及少量Zn O,随着浸泡时间的延长,表面出现LDH。预先制备的LDH可减少非晶态HZ的形成,使腐蚀产物膜主要为ZHC及LDH,在合金表面形成致密的腐蚀产物层,提升了腐蚀产物膜的隔离作用。电化学分析表明LDH膜能有效抑制阴极氧还原反应,并提高腐蚀产物层电阻,可以有效的阻止腐蚀介质对合金基体的侵蚀。
任廷栋[3](2020)在《汽车用高锰钢选择性氧化对热浸镀锌性能影响的研究》文中研究指明高锰孪晶诱发塑性(Twinning Induced Plasticity,TWIP)钢具有高强度和高塑性的优良结合,被认为是满足安全性和轻量化需求的、最有潜力的汽车结构材料之一,不过其成分中较高的Si、Mn含量会损害其可镀性。因此,本研究以含钒和含铝TWIP钢作为研究对象,采用连续热浸镀锌模拟装置并结合扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope),辉光放电光谱测试仪(Glow-Discharge Optical Electron Spectroscopy),X射线光电子能谱分析仪(X-ray Photoelectron Spectroscopy)等多种分析测试手段,对其在不同工艺条件下表面氧化物的形成和镀锌性能展开了研究,并对成分与露点对其选择性氧化行为的影响展开了热力学和动力学分析,以期实现镀锌工艺的优选,为工业生产提供理论参考。主要研究结果如下:(1)含钒高锰TWIP钢在连续热镀锌过程中,露点不同,其表面氧化物的类型、尺寸和分布不同。尺寸大、呈岛状分布的氧化物与锌液润湿性差,从而对其可镀性产生不利影响;而尺寸小、呈球状分布的氧化物与锌液容易润湿,可镀性较好。(2)露点为-50℃时,含钒髙锰TWIP钢表面的金属氧化物以Mn O、Fe O为主,而在露点为-10℃和+10℃时,实验钢表面会形成MnO、Mn3O4、Mn2O3、Fe O和Fe2Mn O4。其中,在-10℃露点条件下,实验钢热浸镀锌性能最好,这是因为钢板表面Mn O和Fe2Mn O4含量少,在经过铝热还原反应之后将会形成良好的抑制层,从而提高可镀性。(3)含铝髙锰TWIP钢在-50℃露点条件下,钢板表面会形成Al2O3和Mn O,由于Al2O3的存在使Mn O由岛状变为颗粒状,从而改善了钢板对锌液的润湿性;当露点为-10℃和+10℃时,实验钢表面会形成Mn O、Mn3O4、Mn2O3、Fe O和Fe2Mn O4。其中,+10℃露点条件下实验钢热浸镀锌性能最好,这是因为钢板表面Mn O和Fe2Mn O4含量相对较少,从而获得较好的可镀性。(4)结合动力学分析表明,在实验露点条件下,含钒TWIP髙锰钢在退火气氛中氧元素不会扩散到钢基体中,始终发生外氧化现象;含铝TWIP髙锰钢在-10℃与+10℃露点条件下可以发生内氧化现象。因此,改变露点对含钒髙锰TWIP钢热浸镀锌性能的影响主要是钢板表面氧化物类型与含量的改变;而含铝TWIP髙锰钢,露点的升高不仅改变了其表面氧化物生成的类型,而且会发生内氧化现象,减少钢板表面生成的氧化物含量,这将有助于改善其热浸镀锌的性能。(5)采用预氧化工艺可使两种实验钢表面形成的Mn O形貌由大尺寸岛状转变为小尺寸颗粒状,从而在铝热还原反应后形成良好的抑制层,改善其可镀性。
潘登辉[4](2020)在《Zn-Al-Ni-Sb四元系相平衡的研究》文中研究说明在钢铁材料的使用历史中,腐蚀一直是破坏钢铁材料的主要原因之一,因此,保护钢材也是许多人研究课题和努力的方向,热镀锌技术作为一种有效且简单的钢材防腐技术,在现代生活产品上应用广泛。研究发现,在热浸镀锌时,含硅钢中Si的含量会使得镀层过厚、镀层质量变差。研究者们进一步发现对于含硅钢在热浸镀锌时,不仅受到钢材本身Si含量的影响,熔池中添加的微量元素同样会影响镀层的厚度及质量。因此,在钢铁的保护中,为了获得性能优异的镀层,人们一般在锌池里面加入Al、Ni、Ti、V等元素,以达到抑制工件浸镀时圣德林效应的目的。随着现代生活质量的提升,不仅对镀层质量有了更高的要求,外表美观的镀层也日益受到人们的喜爱。值得注意的是,如果在熔池里加入Sn、Pb、Sb等元素,由于镀件表面会出现“锌花”,因此可以提高工件的观赏性能。目前对Al、Ni两种元素在镀层的影响的研究已有很多,但是对于Sb元素的加入,即Al、Ni、Sb三种元素同时加入对镀层组织及性能的影响还未见报告,而为了研究Al、Ni、Sb三种元素在镀锌时的相互作用,Zn-Al-Ni-Sb四元系的相平衡就有必要进行研究。为了更好的探讨Zn-Al-Ni-Sb四元系在镀锌时的机理,本工作过程中采用平衡合金的研究方法,利用扫描电子显微镜和能谱仪。(SEM-EDS)以及X射线衍射仪(XRD)等一系列仪器对Zn-Al-Ni三元系富锌角在450℃的等温截面和Zn-Al-Ni-Sb四元系富锌角(93at.%Zn)在450℃与600℃的等温截面相关系进行了研究。通过实验结果分析发现,Zn-Al-Ni三元系450℃等温截面里面存有2个三相平衡区:L+γ+δ和L+Al3Ni2+γ,3个二相平衡区:L+γ、L+δ、L+Al3Ni2。在Zn-Al-Ni-Sb四元系450℃等温截面里面仅有2个四相平衡区:L+Al3Ni2+Al Sb+Sb2Zn3和L+Al3Ni2+Sb2Zn3+γ,6个三相平衡区:L+Al3Ni2+Al Sb、L+Al Sb+Sb2Zn3、L+Sb2Zn3+γ、L+Al3Ni2+Sb2Zn3、L+γ+δ和L+Al3Ni2+γ。在Zn-Al-Ni-Sb四元系600℃等温截面中测定出来1个四相平衡区:L+Al Ni+Al Sb+γ,3个三相平衡区:L+Al Ni+Al Sb、L+Al Ni+γ和L+γ+Al Sb。在本次研究中的三元体系和四元体系,并没有发现新的二元、三元、亦或是四元化合物。本工作还研究了加入不同含量的Al、Ni、Sb元素,以及不同浸镀时间对热浸镀锌中Q235钢的镀层外观、厚度、镀层硬度、耐腐蚀性能的影响。实验结果显示:适量的Al、Ni元素的加入可以对Zn-Fe反应起到抑制作用,Sb元素的加入会减弱Al、Ni对镀层厚度的抑制作用,在所设计的熔池中,同时向熔池中添加含量为0.04wt.%Al、0.1wt.%Ni和0.08wt.%Sb能获得综合性能最为优秀的镀层。
彭志勇[5](2019)在《Co-Mo-Zn三元系相平衡的研究》文中研究表明热浸镀锌作为一种经济有效的钢铁材料防腐技术,已被广泛应用于国民经济和社会发展的各个领域。然而在镀锌工业的工艺环境中,熔融锌液对镀锌设备的严重腐蚀和磨损导致设备的服役期较短,频繁地更换镀锌设备使得镀锌效率低,资源浪费严重,因此寻找到适用于镀锌工业设备的耐液锌腐蚀耐磨损材料很有必要。目前为止,在各种热浸镀锌工业应用材料之中,钴基超合金因其相对良好的耐腐蚀性和耐磨性而备受青睐。研究发现,钴基合金能与锌液发生反应形成金属间化合物,参与镀锌设备的腐蚀和磨损过程,而钼元素对提高钴基合金的硬度、耐磨性和耐腐蚀性有益。相图是材料开发和研究中最基础的指导工具,Co-Mo-Zn三元系的相图研究有助于理解钼元素对钴锌反应的影响,同时也为耐磨损耐腐蚀材料的设计开发与研究提供理论依据和数据参考。然而,至今有关Co-Mo-Zn三元系相关系的研究却鲜有报道。本工作通过运用平衡合金法结合扩散偶法,使用扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)以及X射线衍射仪(XRD),测定了Co-Mo-Zn三元体系在450和600℃时的等温截面。实验确定了Co-Mo-Zn三元体系450℃等温截面中有九个三相平衡区,即:L+γ2+MoZn22,MoZn7+MoZn22+(Mo),γ1+(Mo)+MoZn22,γ1+γ2+MoZn22,γ1+(Mo)+γ,μ+(Mo)+γ,μ+γ+β1,β1+ε+μ和ε+ε-Co+β1。四个两相平衡区,分别为:L+MoZn22,MoZn22+(Mo),γ+(Mo)和μ+γ。实验结果表明,Mo几乎不溶于Co-Zn金属间化合物γ1和γ2中,并且在Co-Zn金属间化合物β1和γ中的溶解度也有限,分别不大于0.9和0.5 at.%。此外,Zn在μ相和ε相中的最大溶解度分别为2.7和0.6 at.%。Co在MoZn7和MoZn22中的最大溶解度分别为0.5和4.7 at.%。在Co-Mo-Zn三元系600℃的等温截面中,实验测定了六个三相平衡区,即:L+γ1+(Mo),γ1+γ+(Mo),μ+(Mo)+γ,μ+γ+β1,μ+β1+ε和ε+ε-Co+β1。三个两相平衡区,分别为:γ+(Mo),μ+γ和β1+ε。Mo在γ1,γ和β1中的最大溶解度都小于1 at.%,分别不超过0.9、0.4和0.5 at.%。另外,Zn在μ相和ε相中最大溶解度分别为2.1和1.5 at.%。在Co-Mo-Zn三元系450和600℃两个等温截面中均未发现三元化合物。
胡胜利,刘亚,唐成龙,吴长军,王建华,苏旭平[6](2018)在《连续镀锌锌池状态》文中提出利用光谱技术(Galva LIBS仪器)采集连续镀锌锌池内的温度和成分,结合热力学分析,研究了锌池内温度、有效铝含量、溶解铁含量和锌渣的变化规律。结果表明:当锌池添加锌铝锭时,温度波动幅度在-42℃之间,锌池有效铝和溶解铁含量均是先降低后升高;未添加锌铝锭时温度波动幅度在-21℃之间。温度每波动1℃,锌池有效铝含量波动0.00035%,与热力学计算所得结果 0.00012%存在差异,锌池补锌铝锭和锌池液面氧化层等因素对锌池内有效铝的消耗不可忽视。锌池温度降低,溶解铁含量减少,渣铁和渣铝含量升高,锌渣含量增加,溶解铁波动对渣铁和渣铝的影响呈现出滞后现象。
刘华初[7](2012)在《先进高强度钢的选择性氧化及镀锌性能的研究》文中指出本工作首先研究了先进高强度钢板及模型合金在连续热浸镀锌过程中发生的选择性氧化的机理,然后探讨了选择性氧化对钢板镀锌性能的影响,最后探索了连续热浸镀锌工艺对钢板组织和性能的影响。通过在合金表面建立氧化的热力学平衡区,可以预测钢的化学成分及退火气氛对选择性氧化的影响。计算结果发现,合金元素Al、Cr、Mn、P及Si等元素在传统连续热浸镀锌的退火过程中发生的选择性氧化是热力学支持的,是不可避免的,且在氧化过程中,表面氧化物的种类取决于钢中合金元素的种类及含量。Si,Al,Cr元素能与Mn元素结合生成复合氧化物,且分别遵循Mn-Si、Al-Mn及Mn-Cr规律。由于其活泼性与Fe相近,Mo元素并不参与选择性氧化。另外,结合本工作的实验结果发现,除从热力学角度考虑氧化过程外,还必须考虑氧和合金元素在热力学平衡区域的扩散动力学。本工作利用了XPS及FESEM-EDS对4种模型合金在-30℃和+10℃两个露点下的选择性氧化进行了研究。结果发现,合金的化学成分、初始状态及退火气氛的露点影响着合金的选择性氧化行为。合金元素Mn和Si元素发生选择性氧化遵循热力学上的Mn-Si规律。在本工作的退火时间内(120s),高达1.5wt.%Si元素显着增加了合金表面的氧化物,Cr元素并未与Mn结合生成稳定的Mn-Cr-O复合氧化物,而只是生成了Cr的二元氧化物,且Cr元素在-30℃及+10℃两个露点下都发生了表面偏聚。同时,随着露点的升高,合金表面的氧化物由薄膜状或网络状转变成颗粒状,表面氧化物覆盖率有降低的趋势。由于铸造合金的晶粒粗大,晶界较少,合金元素的表面偏聚量较轧制合金低,且不易受退火气氛的露点的影响。而轧制合金的晶粒较小,晶界较多,合金元素的表面偏聚量较高,且合金元素的偏聚量受露点的影响。另外,合金的初始状态不影响表面生成的氧化物类型。通过研究工业用TRIP钢的选择性氧化发现,露点影响钢板合金元素的表面偏聚状态及氧化行为。对于Al和Cr元素,提高露点能促进其发生内氧化。对于P元素,在低露点下,该元素不发生表面选择性氧化,而提高露点则会促进其表面偏聚。同时,露点的提高促使钢板表面的氧化物变成岛状或颗粒状,减少了表面的氧化物覆盖率。工业用双相钢的表面选择性氧化行为与TRIP钢类似。双相钢中加入Cr,Mo等元素会改变Mn,Si元素的偏聚行为。值得注意的是,由于内氧化及脱碳消耗合金元素,提高露点至+10℃会导致TRIP钢近表面产生铁素体带,促使双相钢近表面组织容易被硝酸酒精溶液腐蚀出凹坑。另外,往双相钢中加入Cr和Mo会改变内氧化物的形貌。模型合金氧化表面对锌液润湿性能的分析结果表明,氧化物形貌影响着锌液对合金表面的润湿性能。氧化物呈细小颗粒状的表面容易被锌液润湿,且润湿动力学很快;而氧化物呈薄膜状或大颗粒状的表面不容易被锌液润湿,且润湿动力学慢。合金中高达1.5wt.%的Si严重影响着锌液对表面的润湿性能。通过分析润湿反应界面,本工作发现,所有的漏镀点皆处于晶界或者晶内氧化物密集的地方,即使在一些区域生成了金属间化合物层,这些化合物都不致密,且含有较多的氧元素。XPS分析表明,模型合金润湿界面处存在的单质态的Fe和Mn,这是锌液中的Al还原了铁氧化物和锰氧化物的结果。工业用钢板的镀锌性能同样与表面的氧化物形貌紧密相关。薄膜状氧化物显着恶化镀锌性能,颗粒细小状的氧化物对镀锌性能的恶化作用较小。调节露点可以改变钢板表面的氧化物形貌,能从一定程度上改善钢板的可镀性,但是改善的能力有限。锌液中的Al能还原表面的氧化物,但是由于Al元素被消耗,贫Al区的存在会导致润湿界面处的金属间化合物具有不同的尺寸和致密度。由于晶界或某些晶粒内部的氧化物分布密集且致密,Al还原过程很难在短时间内完成,因而导致了那些地方不能被润湿,产生漏镀点。本工作还发现,连续热浸镀锌工艺对TRIP钢和双相钢的力学性能有显着的影响。为了获得具有良好力学性能的TRIP钢,必须选择合适的热处理参数。适当增加冷却速率和缩短镀锌时间能使双相钢获得最佳的力学性能。Cr元素和Mo元素的添加能提高双相钢与传统连续热浸镀锌线的兼容性。
彭浩平[8](2012)在《热浸镀锌铝的界面反应及熔池的热力学研究》文中研究说明热浸镀锌广泛应用于提高钢材的耐蚀性,Zn-55%Al、Zn-5%等锌铝镀层的耐蚀性能要优于单一的锌、铝镀层。由于锌铝熔池中铝的存在,导致钢基与熔池之间发生激烈的放热反应,同时镀层金属间化合物层快速增厚、熔池中产生大量的锌铝渣。为控制钢基与熔池之间的快速反应,在熔池中加入硅和铜等合金元素,针对铁、锌、铝和硅之间的相互反应,测定了相应的相关系,研究了合金元素对镀层的影响,明确热浸镀锌铝中的界面反应和熔池中锌铝渣的形成机理,以利于改善镀层的组织结构。试验测定了Zn-Fe-Cu三元体系450°C、620°C和800°C等温截面,在该体系中未发现三元化合物。450°C等温截面中存在8个三相区,试验结果表明铜在Γ和δFe相中的溶解度分别为17.9at.%and15.2at.%,而在液相和ζ相中的溶解度很低。这个结论证明了在热浸镀锌熔池中加入的铜含量达到1.0at.%时,将促使Γ和δFe相的形成,同时抑制ζ相生长。在该体系620°C和800°C等温截面中分别存在4个三相区和3个三相区。620°C时γ和Γ相形成连续固溶体,该连续固溶体在本研究中被命名为γ/Γ相。620°C等温截面中δFe和δCu相伸入相图内部,所形成的(γ/Γ+δFe+δCu)三相区成分范围狭小。在Zn-Al-Ni三元体系600°C等温截面中存在8个三相区,在该体系中同样未发现三元化合物。镍在液相中的溶解度非常低,最大值未超过0.8at.%。共存在该体系中的二元相AlNi和NiZn伸入相图内部,可以清晰的判断三相区(NiZn+AlNi+Ni3Zn14)和(AlNi3+AlNi+NiZn)存在于该等温截面中,同时在本研究中确定了AlNi,Al3Ni5和AlNi3相的三相平衡关系。根据实验研究结果显而易见,当少量的镍加入到锌铝熔池中时,熔池成分将无法维持在液相区域,而是进入到两相区或者三相区,从而导致锌铝熔池中形成大量的化合物。在热浸镀锌铝中提出了扩散通道的改变对镀层中金属见化合物层形成的控制机理,在热浸镀(扩散偶)化合物层开始形成阶段,扩散通道沿熔池成分与对应的铁铝二元化合物形成的两相区共轭线穿过该相区,对应层状的铁铝二元化合物在铁基上连续形成。随着热浸镀(扩散)时间的延长,扩散通开始向两扩散原始组元的连线移动,一旦扩散通道移动到切割液相和其对应铁铝化合物组成的两相区共轭线时,优先形成在钢基上的铁铝二元化合物层将失稳破裂,同时液相通道在化合物层中形成,将导致熔池液相直接接触钢基而发生界面反应控制的反应过程,镀层金属间化合物层的厚度将显着增厚。在锌铝熔池中添加铜能有效的抑制其铁铝之间的反应,铜的加入能促使τ5的形成,同时控制Fe2Al5层的快速增厚。当0.51.0wt.%的铜加入到锌铝熔池时,铜能够促使硅在界面反应区域富集,该区域之前熔池液相与FeAl3相的平衡被液相与τ5之间的平衡关系所取代,此时界面反应扩散通道为(钢基/Fe2Al5/FeAl3/τ5/锌铝熔池),镀层金属间化合物外层形成致密的τ5相层,这种现象避免了熔池液相直接腐蚀钢基,从而控制了钢基与熔池之间的反应,镀层的金属间化合物层厚度明显减薄,Fe2Al5相层减薄程度尤为明显。试验研究了硅含量在1.0~3.0wt.%范围内,温度580~610°C时熔池中锌铝渣相的形成机理,熔池中所形成的锌铝渣相被鉴别为FeAl3相和含锌的τ5相。同时在580~610°C温度范围内建立了Zn-Fe-Al–Si四元体系中(Al0.55Zn0.45)1-x-yFexSiy截面富锌铝侧相平衡关系,可以直观的看出随熔池硅含量和温度的变化,熔池中所含锌铝渣的种类。当硅含量不超过1.3at.%时,熔池中锌铝渣相仅为FeAl3相,在1.0~1.6wt.%硅含量锌铝池中所形成的FeAl3相中最大的硅含量为1.93wt.%。当硅含量达到2.0wt.%时,熔池中仅含有τ5锌铝渣相。在本研究工作中,580~610°C温度范围内1.6wt.%硅含量熔池中均出现FeAl3相和τ5相共存的现象。
吴长军[9](2011)在《合金元素对硅反应性的抑制作用及相关相平衡研究》文中指出热浸镀锌是一种有效防止钢铁材料被腐蚀的方法。尽管镀锌工艺历史悠久,但含硅钢在镀锌过程中导致镀层质量变差的硅反应性仍长期困扰着镀锌产业。向热浸镀锌锌池中添加合金元素则是一种有效抑制硅反应性的方法。本文首先通过大量实验系统研究了锌池中单个组元(V、Ti、Ni、Zr、Mo)、两个组元(Ni+V、Co+Ni、Ti+V、Co+Zr、Ni+Ti、Mn+Ti)协同作用和三个组元(Ni+V+Mg、Co+Ti+V、Ni+Ti+V、Mn+Ti+V)协同作用对Sandelin钢、Q235钢和Q345钢三种含硅结构钢硅反应性的影响,开发出了两种成本不高且能有效抑制常用结构钢硅反应性的锌合金Zn-0.2 wt.%Ni-0.03 wt.%Ti-0.02 wt.%V和Zn-0.5 wt.%Mn-0.03 wt.%Ti-0.02 wt.%V。文中重点分析了V对硅反应性的影响,发现锌池中添加V能有抑制硅反应性,且其抑制能力随着V含量的增加而增强。在热浸镀Zn-V合金的镀层中,发现在ζ层外侧存在有一层三元化合物层。钢铁热浸镀锌镀层生长涉及多元体系的界面反应。为分析锌池中合金元素的影响机理,丰富锌基合金相图数据库,本文通过平衡合金法、扩散偶法及差热分析法,利用光学显微镜、扫描电镜-能谱/波谱仪和X射线衍射等分析方法,对Zn-V二元系,Zn-Si-V三元系450℃等温截面,Zn-Fe-V、Zn-Sn-V和Zn-Ti-V三元系的450℃和600℃等温截面以及Zn-Fe-Zr三元系450℃、600℃和800℃时富锌角相关系进行了研究。实验结果表明,在Zn-V二元系中,VZn16可以在427℃以下稳定存在,但是该化合物很难形成。同时,在该体系中还发现了两个亚稳化合物VZn9和V3Zn2。实验还证实了α-V中约可以溶解2~4 at.%Zn。基于相关的实验结果,本文对Zn-V二元系进行了热力学评估,获得了描述该体系的热力学模型参数。在Zn-Fe-V三元系450℃等温截面中发现了一个具有较大的成分范围的三元化合物T,但是T不能在600℃下稳定存在。在Zn-Si-V三元系450℃等温截面中不存在三元化合物,液相与所有V-Si二元金属间化合物都能达到平衡。在Zn-Sn-V三元系的450℃等温截面中,存在两个三元化合物V7Sn12Zn40和τ,并证实了这两个三元化合物分别在510℃和501℃时发生相变,不能在600℃下稳定存在。研究发现,V-7Sn12Zn40为Mo7Sn12Zn40型结构化合物,晶格常数为25.4919(?)。在Zn-Ti-V三元体系中,不存在三元化合物,但是TiZn3与VZn3形成了连续固溶体(Ti,V)Zn3,其晶格常数随Ti含量的增加而线性增加,且与体系中除TiZn和α-Ti外的所有相都能平衡。在Zn-Fe-Zr三元系中,不仅存在一个晶格常数为a=13.941(?)的CeCr2Al20型结构的三元化合物ZrFe2Zn20,还存在三元化合物Zr2Fe3Zn5。ZrFe2Zn20在878.6℃处发生同成分熔化反应转变成液相,且在878.6℃以下可与该体系富锌角的所有相存在平衡关系。此外,研究结果表明,Zn-Fe金属间化合物中不能溶解Zr,而能溶解少量V;Fe、Si、Sn都不能溶入VZn3和V4Zn5中,Ti也不能溶入V4Zn5中;而Zn在Fe-V、Si-V和Ti-V二元化合物都存在一定的溶解度。基于锌池中V对含硅钢热镀锌的镀层组织和生长动力学的影响,结合实验测定的Zn-Fe-V三元系450℃等温截面,利用扩散通道理论提出了V对硅反应性的抑制机理。由于V与Si的亲和力较大,三元化合物T中又能溶解少量的Si,只要在镀锌反应过程中,扩散通道不绕过ζ单相区或ζ+T两相区,ζ或ζ+T层就可以阻挡液相直接侵蚀δ,从而有效抑制硅反应性。实验结果表明,Zn-Fe-X(X=Ni、Ti、V、Zr)三元化合物都能溶解少量的Si。并通过对比研究Zn-Fe-X(X=Ni、Ti、V、Zr)三元化合物的晶体结构,证明三元化合物的晶体结构对抑制硅反应性没有影响。
张鲜[10](2009)在《带钢表面析碳的热力学分析及Zn基合金热力学数据库的建立》文中研究表明热浸镀锌是一种应用广泛的提高钢制件耐腐蚀性能的工艺。采用改良森吉米尔法的连续热镀锌机组在生产中时常出现锌层附着性差、严重时产生脱锌现象。大多数情况下这与连续退火炉中无氧化加热(NOF)工艺不佳有关。NOF段内气氛波动异常以及带钢出NOF炉段温度设定不合理都会影响带钢表面状态,引起带钢表面析碳或氧化,带钢表面这些残留物会造成后续镀锌过程中镀层粘附性不良。本工作通过对涟钢镀锌生产线退火炉NOF段煤气成分波动的分析,探讨了带钢表面析碳的成因,利用Factsage热化学软件的平衡模块,建立了带钢经NOF炉表面碳沉积机理的理论模型。得出了过剩空气系数、带钢温度以及带钢表面碳沉积的关系曲线,且定量地分析了焦炉煤气成分波动对碳初始析出温度的影响。模拟结果能辅助调节过剩空气系数从而控制带钢表面状态及出NOF炉温度,对合理制定工艺具有一定的理论指导意义。合金元素是影响镀层质量的至关重要的因素。通过热力学计算来研究锌合金体系和镀层生长规律,从而对生产过程进行预测和控制,这对于提高镀锌产品质量、优化镀锌工艺参数和促进镀锌工业的发展有着重要的意义。而在实际热镀锌过程中,基体、镀层以及锌液中各组元之间的反应相当激烈和复杂,因而不能简单地利用单个相图来分析、解决实际生产中所遇到的问题,结合实际生产工艺,从多元体系热力学的角度研究分析镀锌过程中镀层最佳组织的形成具有非常重要的作用。本工作收集、整理并验证了许多同热镀锌生产有关的锌合金体系热力学评估数据,并以Thermo-Calc软件数据库的形式存储了起来,初步建立了一个专门为镀锌生产服务的锌合金热力学数据库。共整理、归纳和验证了Zn-Sb、Zn-Ca、Zn-Li、Zn-Ce、Zn-Pr、Zn-Nd、Zn-Bi、Zn-Zr、Zn-Fe、Zn-Cr、Zn-Al、Zn-Sn、Zn-In、Zn-Cd、Zn-Mg二元合金体系和Zn-Al-Y、Zn-Sn-Ti、Zn-Fe-Al、Zn-Ni-Cu、Zn-Mn-Cu、Zn-Al-Pb、Zn-Fe-Si、Zn-Fe-Ni三元合金体系的热力学评估数据。并利用Therm-Calc对Sr-Si体系进行了热力学评估,得到了一套自洽的热力学模型参数,各种计算值与实验值都吻合较好。
二、热力学分析在连续镀锌过程中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、热力学分析在连续镀锌过程中的应用(论文提纲范文)
(1)高强Q&P钢镀锌工艺及其对组织和性能影响研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义及目的 |
2 文献综述 |
2.1 Q&P钢研究概述 |
2.1.1 Q&P工艺中的组织与碳含量变化 |
2.1.2 Q&P工艺中的热力学和动力学分析 |
2.1.3 Q&P钢贝氏体区配分过程中的组织演变 |
2.2 热镀锌钢板带研究概述 |
2.2.1 典型的高强钢连续退火热镀锌生产线 |
2.2.2 热镀锌镀层的组织结构 |
2.2.3 镀锌钢板的腐蚀行为 |
2.3 高强钢可镀性理论 |
2.3.1 合金元素氧化热力学 |
2.3.2 氧化反应发生的基本过程 |
2.3.3 合金元素内氧化与外氧化 |
2.3.4 从内氧化向外氧化的转变 |
2.4 高强钢连续退火过程表面氧化及其对热镀锌的影响 |
2.4.1 退火炉镀锌参数对表面氧化行为的影响 |
2.4.2 高强钢表面氧化物种类 |
2.4.3 提高带钢可镀性方法 |
2.4.4 文献汇总 |
3 研究内容与技术路线 |
3.1 研究内容 |
3.2 研究方案 |
3.3 实验材料与方法 |
3.3.1 实验材料 |
3.3.2 模拟连续退火热镀锌 |
3.3.3 镀层组织结构 |
3.3.4 镀锌钢板组织性能 |
3.3.5 镀锌钢板的腐蚀行为 |
4 退火氢气含量对Q&P钢可镀性的影响及影响机理 |
4.1 镀锌后宏观图片及锌层内元素分布 |
4.2 抑制层结构 |
4.3 退火过程的表面氧化行为 |
4.4 退火氢气含量对Q&P钢可镀性影响机理 |
4.5 本章小结 |
5 退火露点温度对Q&P钢可镀性影响及影响机理 |
5.1 镀锌后宏观图片及锌层内元素分布 |
5.2 抑制层结构 |
5.3 退火过程的表面氧化行为 |
5.4 退火露点温度对Q&P钢可镀性影响机理 |
5.5 本章小结 |
6 退火温度与时间对Q&P钢可镀性影响及影响机理 |
6.1 镀锌后宏观图片及锌层内元素分布 |
6.2 抑制层结构 |
6.3 退火过程表面氧化行为 |
6.4 退火温度与时间对Q&P钢可镀性影响机理 |
6.5 基于可镀性的镀锌工艺范围 |
6.6 本章小结 |
7 连续退火热镀锌工艺对Q&P钢力学性能影响机理研究 |
7.1 退火温度对Q&P钢组织性能的影响 |
7.2 贝氏体转变相区配分对组织性能的影响 |
7.2.1 贝氏体转变相区配分处理过程中钢的热膨胀曲线 |
7.2.2 显微组织变化 |
7.2.3 力学性能研究 |
7.3 连续退火热镀锌过程的组织性能演变机理 |
7.3.1 残奥总量以及残奥中碳含量的变化 |
7.3.2 贝氏体转变相区配分处理对Q&P钢中残奥形貌的影响 |
7.3.3 贝氏体转变相区配分处理对力学性能的影响机理 |
7.4 基于可镀性和力学性能的Q&P钢最佳连续热镀锌工艺 |
7.5 本章小结 |
8 镀锌Q&P钢镀层性能评价及其耐腐蚀机理研究 |
8.1 退火露点温度对镀层浸泡腐蚀行为的影响 |
8.2 循环盐雾腐蚀宏观形貌 |
8.3 盐雾循环腐蚀的失重行为 |
8.4 盐雾循环腐蚀产物的微观形貌 |
8.5 盐雾循环腐蚀产物成分分析 |
8.6 电化学分析 |
8.7 镀锌Q&P钢的耐腐蚀机理 |
8.8 本章小结 |
9 结论 |
10 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)热浸镀用锌铝合金腐蚀产物LDH的制备及其腐蚀防护机理(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 镀锌技术的研究进展 |
1.2.1 镀锌技术的分类 |
1.2.2 热浸镀锌合金的发展 |
1.3 镀锌层的腐蚀机理与腐蚀产物 |
1.4 层状双金属氢氧化物(LDH) |
1.4.1 LDH的结构与应用 |
1.4.2 LDH在腐蚀领域应用及研究进展 |
1.5 本文的研究目的与内容 |
第二章 实验内容与方法 |
2.1 实验材料及试剂 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 纯Zn表面原位生长制备LDH及ZHC |
2.2.2 Zn-5Al合金表面原位生长制备LDH |
2.2.3 Zn-55Al合金表面原位生长制备LDH |
2.2.4 浸泡腐蚀试验 |
2.2.5 横截面试样制备 |
2.3 表征方法及设备 |
2.3.1 形貌及成分分析 |
2.3.2 电化学腐蚀行为分析 |
第三章 LDH及 ZHC对纯Zn腐蚀行为的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验结果与分析 |
3.2.1 Zn、LDH/Zn及ZHC/Zn的微观形貌分析 |
3.2.2 Zn、LDH/Zn及ZHC//Zn的腐蚀产物成分分析 |
3.2.3 Zn、LDH/Zn及ZHC//Zn的腐蚀形貌分析 |
3.2.4 Zn、LDH/Zn及ZHC//Zn的电化学腐蚀行为分析 |
3.2.5 Zn的腐蚀机理分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 LDH对Zn-5Al合金腐蚀行为的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验结果与分析 |
4.2.1 Zn-5Al及LDH/Zn-5Al微观形貌分析 |
4.2.2 Zn-5Al合金表面LDH形成机理 |
4.2.3 Zn-5Al及LDH/Zn-5Al的腐蚀产物成分分析 |
4.2.4 Zn-5Al及LDH/Zn-5Al的腐蚀形貌分析 |
4.2.5 Zn-5Al及LDH/Zn-5Al电化学腐蚀行为分析 |
4.2.6 LDH在Zn-5Al表面腐蚀防护机理分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 LDH对Zn-55Al合金腐蚀行为的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验结果与分析 |
5.2.1 Zn-55Al及LDH/Zn-55Al微观形貌分析 |
5.2.2 Zn-55Al及LDH/Zn-55Al的腐蚀产物成分分析 |
5.2.3 Zn-55Al及LDH/Zn-55Al的腐蚀形貌分析 |
5.2.4 Zn-55Al及LDH/Zn-55Al的电化学腐蚀行为分析 |
5.2.5 Zn-55Al腐蚀机理及LDH在其表面腐蚀防护机理分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
6.3 主要创新点 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文情况 |
(3)汽车用高锰钢选择性氧化对热浸镀锌性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 汽车用高锰钢(TWIP钢) |
1.2.1 TWIP钢的发展 |
1.2.2 TWIP钢的合金化特点 |
1.2.3 TWIP钢的组成相 |
1.3 汽车用高锰钢的选择性氧化 |
1.3.1 合金元素的表面偏聚及选择性氧化 |
1.3.2 选择性氧化与高强钢热镀锌性能的研究现状 |
1.3.3 选择性氧化的影响因素 |
1.3.3.1 保护气氛的露点 |
1.3.3.2 保护气氛的成分 |
1.3.3.3 退火温度及时间 |
1.3.3.4 合金元素的种类和含量 |
1.4 热镀锌工艺对选择性氧化的影响 |
1.4.1 连续热浸镀锌 |
1.4.2 氧化物类型的影响 |
1.4.3 氧化物形貌和分布的影响 |
1.5 选择性氧化行为热力学和动力学分析 |
1.5.1 热力学基本原理 |
1.5.2 动力学基本原理 |
1.6 汽车用高强钢的预氧化处理 |
1.7 本工作研究目的和主要内容 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 连续热浸镀锌模拟 |
2.2.2 表层组织分析 |
2.2.2.1 剥离镀锌层 |
2.2.2.2 表征技术 |
第三章 含钒高锰TWIP钢选择性氧化行为的研究 |
3.1 不同露点条件下含钒髙锰TWIP钢可镀性 |
3.2 含钒髙锰TWIP钢镀锌表面组织分析 |
3.3 含钒髙锰TWIP钢锌层/基体界面组织分析 |
3.3.1 SEM分析 |
3.3.2 GDOES分析 |
3.3.3 XPS分析 |
3.4 含钒髙锰TWIP钢预氧化后的表面与可镀性分析 |
3.4.1 镀锌表面组织分析 |
3.4.2 锌层/基体界面的组织分析 |
3.5 分析与讨论 |
3.5.1 活度对氧化物形成平衡氧分压的影响 |
3.5.2 露点对含钒髙锰TWIP钢选择性氧化行为的影响 |
3.5.3 预氧化工艺对含钒髙锰TWIP钢的可镀性影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 含铝高锰TWIP钢选择性氧化行为的研究 |
4.1 不同露点条件下含铝髙锰TWIP钢可镀性 |
4.2 含铝髙锰TWIP钢镀锌表面组织分析 |
4.3 含铝髙锰TWIP钢锌层/基体界面组织分析 |
4.3.1 GDOES分析 |
4.3.2 XPS分析 |
4.4 含铝髙锰TWIP钢预氧化后的表面与可镀性分析 |
4.4.1 镀锌表面组织分析 |
4.4.2 锌层/基体界面的组织分析 |
4.5 分析与讨论 |
4.5.1 表面氧化物形成的热力学计算 |
4.5.2 露点对含铝髙锰TWIP钢选择性氧化行为的影响 |
4.5.3 预氧化工艺对含Al髙锰TWIP钢的可镀性影响 |
4.6 本章小结 |
第五章 实验钢在连续热浸镀锌过程中表面氧化物形成的动力学分析 |
5.1 实验钢选择性氧化行为研究的动力学模型 |
5.2 实验钢选择性氧化行为的动力学分析 |
5.3 含钒和含铝髙锰TWIP钢的内外氧化研究 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
作者在攻读博士士学位期间所作的项目 |
致谢 |
(4)Zn-Al-Ni-Sb四元系相平衡的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号说明表 |
第1章 绪论 |
1.1 热浸镀锌 |
1.2 钢基体中元素对热浸镀锌的影响 |
1.3 熔池中添加合金元素的作用 |
1.4 Zn-Al-Ni-Sb四元系相图的研究现状 |
1.5 本课题的研究意义及主要内容 |
第2章 相图研究原理及平衡合金的制备 |
2.1 相图的研究原理和方法 |
2.2 四元系相图的表示 |
2.3 平衡合金样品的制备 |
第3章 Zn-Al-Ni三元系富锌角与Zn-Al-Ni-Sb四元系93at.%富锌角等温截面的实验测定 |
3.1 Zn-Al-Ni三元系93at.%富锌角450℃等温截面的实验结果分析 |
3.2 Zn-Al-Ni-Sb四元系93at.%富锌角450℃等温截面的实验研究 |
3.3 Zn-Al-Ni-Sb四元系93at.%富锌角600℃等温截面的实验研究 |
3.4 本章小结 |
第4章 Al、Ni和 Sb对热浸镀锌组织的协同作用 |
4.1 热浸镀锌技术的原理 |
4.2 研究内容 |
4.3 实验结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间研究成果 |
(5)Co-Mo-Zn三元系相平衡的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号说明表 |
第1章 绪论 |
1.1 热浸镀锌概述 |
1.1.1 钢铁材料的防护与热浸镀锌技术 |
1.1.2 热浸镀锌的工艺 |
1.1.3 热浸镀锌的工业现状 |
1.2 耐液锌腐蚀材料概述 |
1.2.1 液态金属对固态金属的腐蚀机理 |
1.2.2 耐液锌腐蚀材料的研究现状 |
1.3 相图及其测定方法 |
1.3.1 相图概述 |
1.3.2 相图的测定方法 |
1.4 Co-Mo-Zn三元系相图的研究现状 |
1.4.1 Co-Zn二元系 |
1.4.2 Co-Mo二元系 |
1.4.3 Mo-Zn二元系 |
1.4.4 Co-Mo-Zn三元系 |
1.5 本课题研究意义及内容 |
1.5.1 本课题研究的意义 |
1.5.2 本课题研究的内容 |
第2章 实验原理与方法 |
2.1 实验原理 |
2.2 样品的制备过程 |
2.2.1 实验材料及实验设备 |
2.2.2 制备样品的步骤 |
2.3 样品组织的观察与分析 |
2.3.1 金相样品的制备 |
2.3.2 样品的观察与分析 |
第3章 Co-Mo-Zn三元系450℃等温截面的实验测定 |
3.1 实验测定结果与分析 |
3.2 本章内容小结 |
第4章 Co-Mo-Zn三元系600℃等温截面的实验测定 |
4.1 实验测定结果与分析 |
4.2 本章内容小结 |
第5章 工作总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文 |
(6)连续镀锌锌池状态(论文提纲范文)
1 实验材料及方法 |
2 结果与讨论 |
2.1 连续热浸镀中锌池温度、有效铝和溶解铁含量波动规律分析 |
2.2 连续热浸镀中锌池温度对有效铝和溶解铁的影响 |
2.3 温度、有效铝和溶解铁波动对锌渣生成的影响 |
3 结论 |
(7)先进高强度钢的选择性氧化及镀锌性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 先进高强度钢 |
1.1.1 双相钢(DP) |
1.1.2 相变诱发塑性钢(TRIP) |
1.1.3 复相钢(CP) |
1.1.4 马氏体钢(MS) |
1.1.5 孪晶诱发塑性钢(TWIP) |
1.2 金属氧化的基本理论 |
1.2.1 热力学基本原理 |
1.2.2 氧化反应发生的基本过程[8] |
1.2.3 Wagner 内氧化模型[8, 9] |
1.2.4 从内氧化向外氧化的转变[8, 9] |
1.3 先进高强度钢的选择性氧化 |
1.3.1 合金元素的表面偏聚及选择性氧化 |
1.3.2 选择性氧化与可镀性的研究现状 |
1.3.3 选择性氧化的影响因素 |
1.4 先进高强度钢的连续镀锌性能与选择性氧化的关系 |
1.4.1 连续热浸镀锌 |
1.4.2 氧化物类型的影响 |
1.4.3 氧化物形貌和分布的影响 |
1.5 热浸镀锌工艺对先进高强度钢组织和性能的影响 |
1.5.1 热浸镀锌双相钢 |
1.5.2 热浸镀锌 TRIP 钢 |
1.5.3 热浸镀锌马氏体钢 |
第二章 实验材料和方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 模型合金 |
2.1.2 工业用钢 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 短时间退火及润湿性能测量 |
2.2.2 工业用钢镀锌模拟 |
2.2.3 Gleeble 模拟镀锌工艺 |
2.2.4 分析测试方法 |
第三章 钢表面选择性氧化的热力学分析 |
3.1 选择性氧化平衡时的氧分压及水蒸气分压 |
3.2 选择性氧化的平衡热力学分析 |
3.2.1 简单氧化物的稳定性分析 |
3.2.2 复合氧化物析出及对其他氧化物的影响 |
3.2.3 选择性氧化过程中表面氧化物与基体的平衡 |
3.3 实验材料选择性氧化的热力学分析 |
3.3.1 模型材料的热力学分析 |
3.3.2 工业钢的热力学分析 |
3.4 钢表面选择性氧化的动力学考虑 |
3.5 本章小结 |
第四章 模型合金的选择性氧化行为 |
4.1 铸造合金的选择性氧化 |
4.2 热轧合金的选择性氧化 |
4.3 本章讨论与分析 |
4.3.1 露点、合金元素及合金初始状态对选择性氧化的影响 |
4.3.2 晶粒尺寸对选择性氧化行为的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 工业钢的选择性氧化行为 |
5.1 TRIP 钢的选择性氧化行为 |
5.2 双相钢的选择性氧化行为 |
5.3 表面偏聚对钢组织的影响 |
5.3.1 表面偏聚对 TRIP 钢组织的影响 |
5.3.2 表面偏聚对双相钢组织的影响 |
5.4 本章讨论与分析 |
5.4.1 露点对元素表面偏聚及结合状态的影响 |
5.4.2 露点对钢板组织的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 选择性氧化对镀锌性能的影响 |
6.1 模型合金的可镀性能 |
6.2 工业用钢的可镀性能 |
6.3 本章讨论与分析 |
6.3.1 模型合金的镀锌性能分析 |
6.3.2 工业用钢的镀锌性能分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 镀锌处理对工业用钢组织和性能的影响 |
7.1 热浸镀锌 TRIP 钢 |
7.2 热浸镀锌双相钢 |
7.3 本章讨论与分析 |
7.4 本章小结 |
第八章 结论 |
参考文献 |
本文创新点 |
致谢 |
攻读博士学位期间公开发表的论文 |
攻读博士学位期间所参与的项目 |
(8)热浸镀锌铝的界面反应及熔池的热力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 热浸镀锌铝的概念及其发展现状 |
1.2 热浸镀锌铝工艺 |
1.2.1 一般热浸镀锌铝 |
1.2.2 连续热浸镀锌铝 |
1.3 典型的热浸镀锌铝镀层 |
1.3.1 热浸镀锌 |
1.3.1.1 热浸镀锌镀层组织 |
1.3.1.2 热浸镀锌界面 Fe-Al 抑制层 |
1.3.2 热浸镀铝 |
1.3.2.1 热浸镀铝镀层组织 |
1.3.2.2 热浸镀铝镀层形成过程 |
1.3.2.3 镀液中合金元素对热浸镀铝的影响 |
1.3.3 热浸镀 Zn-5%Al-Re 合金 |
1.3.4 热浸镀 Zn-55%Al 合金 |
1.4 热浸镀 55%Al-Zn-1.6Si 合金镀层 |
1.4.1 Fe-Al-Si 三元相图 |
1.4.2 Galvalume 锌铝合金镀层的显微组织 |
1.4.3 Galvalume 锌铝合金镀层的形成过程 |
1.4.4 Galvalume 锌铝合金镀层的性能特点 |
1.4.5 添加硅对 Galvalume 锌铝合金镀层的影响 |
1.4.5.1 硅对 Galvalume 金属间化合物层的影响 |
1.4.5.2 硅对 Galvalume 金属间化合物层生长的抑制机理 |
1.4.6 添加稀土元素对 Galvalume 锌铝合金镀层的影响 |
1.4.7 Galvalume 锌铝合金熔池锌铝渣问题 |
1.5 相图实验测定方法和热力学计算 |
1.5.1 相图的实验测定 |
1.5.1.1 相图测试样品制备 |
1.5.1.2 样品的均匀化处理 |
1.5.1.3 金相制样及检测分析 |
1.5.2 合金相图的热力学计算 |
1.6 研究目的和意义 |
第2章 试验方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 热浸镀试验 |
2.2.2 扩散偶试验 |
2.2.3 相图测试 |
2.2.4 熔池锌铝渣研究 |
2.3 样品分析测试 |
第3章 Zn-Fe-Cu 三元体系研究 |
3.1 引言 |
3.2 二元体系 |
3.3 Zn-Fe-Cu 三元体系 450℃等温截面 |
3.3.1 结果分析与讨论 |
3.3.2 本节小结 |
3.4 Zn-Fe-Cu 三元体系 620℃等温截面 |
3.4.1 结果分析与讨论 |
3.4.2 本节小结 |
3.5 Zn-Fe-Cu 三元体系 800℃等温截面 |
3.5.1 结果分析与讨论 |
3.5.2 本节小结 |
3.6 本章小结 |
第4章 Zn-Al-Ni 三元体系 600℃等温截面研究 |
4.1 引言 |
4.2 二元体系 |
4.3 实验结果分析讨论 |
4.4 本章小结 |
第5章 Fe-Zn-Al-Si 体系相关截面的试验测定及热力学计算 |
5.1 等温四元系成分截面相图的绘制 |
5.2 (Al0.55Zn0.45) 1-x-y FexSiy 成分截面富 Al/Zn 角相关系测定 |
5.3 Fe-Zn-Al-Si 体系相关热力学计算 |
5.4 本章小结 |
第6章 热浸镀锌铝界面反应动力学分析 |
6.1 引言 |
6.2 Fe-Zn-Al 三元体系 |
6.3 镀层(扩散层)显微组织分析 |
6.4 扩散通道移动对合金层组织形成过程的描述 |
6.4.1 Zn-0.2%Al 热浸镀镀层形成过程分析 |
6.4.2 铁基与 Zn-5%Al、Zn-25%Al 扩散偶扩散层形成过程分析 |
6.4.3 Zn-55%Al 热浸镀镀层形成过程分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 合金元素对热浸镀 Galvalume 镀层生长的影响 |
7.1 引言 |
7.2 Cu 元素对热浸镀 Galvalume 锌铝镀层生长的影响 |
7.2.1 实验结果分析与讨论 |
7.2.1.1 热浸镀含铜镀层外观形貌 |
7.2.1.2 热浸镀镀层显微组织和化合物相分析 |
7.2.1.3 热浸镀镀层 X-射线衍射分析 |
7.2.1.4 热浸镀 Galvalume 合金生长动力学分析 |
7.2.1.5 扩散通道模型 |
7.2.2 本节小结 |
7.3 La 元素对热浸镀 Galvalume 锌铝镀层生长的影响 |
7.3.1 热浸镀镀层显微组织分析 |
7.3.2 本节小结 |
7.4 Nd 元素对热浸镀 Galvalume 锌铝镀层生长的影响 |
7.4.1 热浸镀含 Nd 镀层外观形貌 |
7.4.2 热浸镀镀层显微组织分析 |
7.4.3 本节小结 |
第8章 硅对热浸镀 Galvalume 熔池锌铝渣形成的影响 |
8.1 Galvalume 锌铝熔池锌铝渣 X-射线衍射分析 |
8.2 硅含量对锌铝熔池中锌渣种类的影响 |
8.3 硅含量对锌铝熔池中铁的溶解度的影响 |
8.4 本章小结 |
第9章 全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
攻读博士学位期间申请的专利 |
攻读博士学位期间参与的课题 |
(9)合金元素对硅反应性的抑制作用及相关相平衡研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号说明表 |
第1章 绪论 |
1.1 热浸镀锌的概念及其发展现状 |
1.1.1 热浸镀锌的概念及特点 |
1.1.2 连续镀锌简介 |
1.1.3 一般镀锌简介 |
1.2 热浸镀锌的镀层组织及Zn-Fe反应动力学 |
1.2.1 Zn-Fe二元相图及Zn-Fe化合物 |
1.2.2 镀层组织 |
1.2.3 热浸镀锌时的反应动力学 |
1.3 硅反应性及其抑制方法 |
1.3.1 硅反应性简述 |
1.3.2 Zn-Fe-Si三元相图 |
1.3.3 硅反应性的解释模型 |
1.3.4 抑制硅反应性的方法 |
1.3.5 合金元素对硅反应性的抑制机理研究现状 |
1.4 锌池中合金元素对Zn-Fe反应的影响 |
1.4.1 减缓Zn-Fe反应的合金元素 |
1.4.2 加速Zn-Fe反应的合金元素 |
1.4.3 对Zn-Fe反应无明显影响的合金元素 |
1.4.4 已开发出的锌合金 |
1.5 相图实验测定方法和热力学计算 |
1.5.1 相图 |
1.5.2 合金相图的实验测定 |
1.5.3 合金相图的热力学计算 |
1.6 锌铁基和锌钒基合金相图研究现状 |
1.6.1 Zn-Fe基相关体系研究现状 |
1.6.2 Zn-V及Zn-V-X三元系 |
1.7 本课题研究内容及意义 |
第2章 实验材料和研究方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 一般镀锌实验方法及过程 |
2.3 相图测定实验方法 |
2.3.1 平衡合金法 |
2.3.2 扩散偶法 |
2.3.3 差热分析法 |
2.4 显微组织、化学成分及晶体结构分析方法 |
第3章 合金元素对热浸镀锌的影响 |
3.1 热浸镀纯锌时合金层组织与厚度 |
3.2 V对硅反应性的影响 |
3.2.1 热浸镀Zn-V合金的镀层组织及镀层厚度的变化 |
3.2.2 V对含硅钢镀锌层生长动力学的影响 |
3.3 其他单种添加元素的对硅反应性的影响 |
3.3.1 添加Ni对镀锌组织的影响 |
3.3.2 添加Ti对镀锌组织的影响 |
3.3.3 添加Zr或Mo对镀锌组织的影响 |
3.3.4 添加Bi, Sn, Al, RE对镀层组织的影响 |
3.4 两种合金元素协同作用的影响 |
3.4.1 Ni+V协同作用 |
3.4.2 Co+Ni协同作用 |
3.4.3 Ti+V协同作用 |
3.4.4 Co+Zr协同作用 |
3.4.5 Ni+Ti协同作用 |
3.4.6 Mn+Ti协同作用 |
3.5 多种合金元素的影响 |
3.5.1 Ni+V+Mg协同作用 |
3.5.2 Co+Zr+Ni+V协同作用 |
3.5.3 Co+Ti+V协同作用 |
3.5.4 Ni+Ti+V协同作用 |
3.5.5 Mn+Ti+V协同作用 |
3.6 本章小结 |
第4章 Zn-V二元系的实验测试及热力学计算 |
4.1 前言 |
4.2 Zn在V中的溶解度 |
4.3 包晶反应温度测定 |
4.4 VZn_(16) 的稳定性 |
4.5 亚稳化合物VZn_9 |
4.6 亚稳化合物V_3Zn_2 |
4.7 Zn-V二元系热力学评估 |
4.7.1 热力学模型 |
4.7.2 热力学评估过程及结果 |
4.8 本章小结 |
第5章 Zn-Fe-V三元系450℃和600℃等温截面研究 |
5.1 Fe-V二元系概述 |
5.2 实验过程 |
5.3 Zn-Fe-V三元系450℃等温截面 |
5.4 Zn-Fe-V三元系600℃等温截面 |
5.5 本章小结 |
第6章 Zn-Si-V三元系450℃等温截面研究 |
6.1 Zn-Si和Si-V二元系概述 |
6.2 V-Si二元系的实验研究结果 |
6.3 Zn-Si-V三元系450℃等温截面 |
6.4 Zn-Si-V三元化合物 |
6.5 本章小结 |
第7章 Zn-Sn-V三元系450℃和600℃等温截面研究 |
7.1 Zn-Sn和Sn-V二元系概述 |
7.2 三元化合物V_7Sn_(12)Zn_(40) |
7.3 三元化合物τ |
7.4 Zn-Sn-V三元系450℃等温截面 |
7.5 Zn-Sn-V三元系600℃等温截面 |
7.6 本章小结 |
第8章 Zn-Ti-V三元系450℃和600℃等温截面研究 |
8.1 Ti-V和Zn-Ti二元系概述 |
8.2 连续固溶体(Ti,V)Zn_3 |
8.3 Zn-Ti-V三元系450℃等温截面 |
8.4 Zn-Ti-V三元系600℃等温截面 |
8.5 本章小结 |
第9章 Zn-Fe-Zr三元系450℃, 600℃和800℃富锌角相关系研究 |
9.1 Zn-Zr二元系概述 |
9.2 三元化合物ZrFe_2Zn_(20) |
9.3 Zn-Fe-Zr三元系450℃富锌角相关系 |
9.4 Zn-Fe-Zr三元系600℃和800℃富锌角相关系 |
9.5 本章小结 |
第10章 合金元素对硅反应性的影响机理分析 |
10.1 合金元素对热浸镀锌的影响机理分析 |
10.1.1 现有的影响机理 |
10.1.2 V对热浸镀锌的影响机理分析 |
10.1.3 Ni和Ti对硅反应性的影响机理 |
10.2 Zn-Fe-X三元化合物晶体结构对抑制硅反应性的影响 |
10.2.1 Zn-Fe-Ti三元化合物的晶体结构 |
10.2.2 Zn-Fe-Ni三元化合物的晶体结构 |
10.2.3 Zn-Fe-X三元化合物晶体结构对硅反应性的影响 |
10.3 Si在各三元化合物中的溶解度的影响 |
10.4 本章小结 |
第11章 全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
攻读博士期间参与的课题 |
个人简历 |
(10)带钢表面析碳的热力学分析及Zn基合金热力学数据库的建立(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 引言 |
第2章 文献综述 |
2.1 本课题研究背景和意义 |
2.1.1 热镀锌概述 |
2.1.2 改良的森吉米尔法连续热镀锌简介 |
2.1.3 改良森吉米尔法生产过程中影响镀锌层粘附性因素 |
2.2 NOF 炉气氛研究基础 |
2.2.1 NOF 炉内煤气燃烧方式 |
2.2.2 带钢表面轧制油的去除 |
2.2.3 带钢加热 |
2.3 Zn 基合金热力学数据库理论基础和发展状况 |
2.3.1 计算相图(CALPHAD:Calculation of Phase Diagram) |
2.3.2 合金热力学数据库发展现状 |
2.3.3 Zn 基合金体系研究现状 |
2.4 热力学计算软件介绍 |
2.4.1 Thermo-Calc |
2.4.2 FactSage |
2.5 本课题研究的主要内容 |
第3章 FactSage 模拟NOF 炉内气氛对带钢表面析碳影响 |
3.1 模型建立基础 |
3.2 模拟过程 |
3.2.1 燃烧阶段 |
3.2.2 析碳阶段 |
3.3 模拟计算结果及分析 |
3.3.1 计算碳初始析出温度 |
3.3.2 焦炉煤气成分波动对带钢表面析碳的影响 |
3.4 本章小结与展望 |
第4章 Sr-Si 二元体系的热力学优化 |
4.1 热力学模型 |
4.1.1 纯组元 |
4.1.2 溶体相 |
4.1.3 严格化学计量比的金属间化合物 |
4.2 实验信息 |
4.3 评估过程 |
4.4 结果与讨论 |
4.5 本章小结 |
第5章 Zn 基合金热力学数据库的建立 |
5.1 Zn 基合金热力学数据库建立背景 |
5.2 合金热力学数据库的建立过程 |
5.3 Zn 基热力学数据库的内容 |
5.3.1 目前完成工作情况 |
5.3.2 数据库存储格式 |
5.3.3 验证结果 |
5.4 Zn 基合金数据库在工业生产中的应用 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录(攻读学位期间发表论文目录) |
四、热力学分析在连续镀锌过程中的应用(论文参考文献)
- [1]高强Q&P钢镀锌工艺及其对组织和性能影响研究[D]. 周大元. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]热浸镀用锌铝合金腐蚀产物LDH的制备及其腐蚀防护机理[D]. 黄秋雨. 广西大学, 2021(02)
- [3]汽车用高锰钢选择性氧化对热浸镀锌性能影响的研究[D]. 任廷栋. 上海大学, 2020
- [4]Zn-Al-Ni-Sb四元系相平衡的研究[D]. 潘登辉. 湘潭大学, 2020(02)
- [5]Co-Mo-Zn三元系相平衡的研究[D]. 彭志勇. 湘潭大学, 2019(02)
- [6]连续镀锌锌池状态[J]. 胡胜利,刘亚,唐成龙,吴长军,王建华,苏旭平. 材料热处理学报, 2018(04)
- [7]先进高强度钢的选择性氧化及镀锌性能的研究[D]. 刘华初. 上海大学, 2012(05)
- [8]热浸镀锌铝的界面反应及熔池的热力学研究[D]. 彭浩平. 湘潭大学, 2012(02)
- [9]合金元素对硅反应性的抑制作用及相关相平衡研究[D]. 吴长军. 湘潭大学, 2011(03)
- [10]带钢表面析碳的热力学分析及Zn基合金热力学数据库的建立[D]. 张鲜. 湘潭大学, 2009(S2)