Al-Zn-Fe-Bi四元系相關相平衡的研究.pdf

1、熱浸鍍鋅是一種有效而應用廣泛的鋼鐵防護技術。但是,隨著工業(yè)的發(fā)展,對熱浸鍍產(chǎn)品提出了更多的要求,如更高的耐蝕性能等。因此,熱浸鍍鋅鋁合金應運而生,成為熱浸鍍技術的研究熱點之一。其中具有優(yōu)良綜合性能的55wt.％Al-Zn合金鍍層近年來得到迅速發(fā)展。然而,熱浸鍍55wt.%Al-Zn生產(chǎn)中仍然存在一些問題,如鍍層較厚造成的產(chǎn)品成型性不好,連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線上渣滓多造成的生產(chǎn)成本增大等。向熔池中加入合金元素Bi、Si、RE等,通過改變鍍層中金屬

2、間化合物的種類和形成順序以此改變鍍層質量或渣滓的種類是熱浸鍍工業(yè)中常用的一種方法。本工作主要研究55wt.%Al-Zn熔池中的Bi對鍍層組織及熔池渣滓的影響,這涉及到Al、Zn、Bi與Fe之間的反應。因此,本研究通過實驗測定Al-Zn-Fe-Bi四元系中的相關相平衡,為研究含Bi的55wt.%Al-Zn熔池與Fe之間的反應提供理論依據(jù)。
　　本工作采用平衡合金法,運用掃描電子顯微鏡與能譜儀(SEM-EDS)以及X-射線衍射儀(XR

3、D)等分析方法實驗測定了Al-Zn-Fe-Bi四元系中的Zn-Fe-Bi和Al-Zn-Bi600℃等溫截面以及Al-Zn-Fe-Bi四元系600℃等溫四面體的75at.%Al和50at.%Zn截面。實驗結果表明:(1)在Zn-Fe-Bi三元系600℃等溫截面中,L與α-Fe、Γ和δ均存在平衡,有L+α-Fe+Γ和L+Γ+δ兩個三相區(qū)存在,沒有發(fā)現(xiàn)三元新相。Bi幾乎不溶解于α-Fe、Γ和δ中,Fe在液相中的溶解度比在Fe-Zn二元系中的小

4、,而且隨著液相中Bi含量的增加,Fe在液相中的溶解度減小。(2)在Al-Zn-Bi三元系600℃等溫截面中,存在L1+L2+(Al)一個三相區(qū),且液相混溶間隙區(qū)域非常大。(3)在Al-Zn-Fe-Bi四元系600℃等溫四面體的75at.%Al截面中,僅有L1+L2+FeAl3+(Al)一個四相區(qū)存在。(4)在Al-Zn-Fe-Bi四元系600℃等溫四面體的50at.%Zn等溫截面中,包含L1+L2+Fe2Al5+α-Fe,L1+L2+α

5、-Fe+δ,L2+α-Fe+δ+Γ和L1+L2+Fe2Al5+FeAl3四個四相區(qū)。(5)在Al-Zn-Fe-Bi四元系600℃等溫四面體中,L1和L2與(Al)、FeAl3、Fe2Al5、α-Fe和δ均存在平衡,沒有發(fā)現(xiàn)新的四元相。Zn在FeAl3、Fe2Al5和α-Fe中的溶解度分別達到5.1at.%、13.7at.%和8.3at.%,Al在α-Fe、Γ和δ中的溶解度分別達到46.7at.%、2.5at.%和2.7at.%。Bi幾乎