冷軋鋼板熱浸鍍鋁層剝落的研究

熱浸鍍鋁具有很好的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕性能及良好的光亮性，且具有材料來源充足、工藝簡練的優(yōu)點，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ慕饘俦砻娓男约夹g(shù)。某些領(lǐng)域中，鍍鋁鋼材使用壽命可達普通碳鋼的3倍以上。熱浸鍍鋁已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、冶金、石油、電力、航空航天等領(lǐng)域，前景非常廣闊。

冷軋鋼板浸鍍過后在普通機械外力彎折下，鍍層會呈現(xiàn)整體性剝落。通過對熱浸鍍鋁過后的冷軋鋼板進行了分析，在電子掃描電鏡(SEM)下觀察試樣鍍層組織形貌，用掃描電鏡附帶能譜分析設(shè)備(EDS)進行成分分析，并對鍍層剝落的部位進行XRD檢測，從而分析剝落發(fā)生位置的物質(zhì)成分，研究剝落原因。

實驗基材為4mm×1.5mm的Q195冷軋鋼板，微量元素含量(質(zhì)量分數(shù)，%)為：1.5C，1.0Si，1.8Mn，0.9P，0.9S。鍍液為純鋁(含鋁量99.999%)。熱浸鍍試驗采用還原法前處理的方式，具體工藝流程如下：(1)預(yù)處理，用砂紙打磨鋼板，除去表面鐵銹;(2)采用高頻感應(yīng)設(shè)備，在氮氫(N2∶H2比例為3∶1)保護氣氛下進行還原法前處理;(3)熱浸鍍溫度710℃，浸鍍時間10s。

浸鍍完成后取部分試樣制作金相樣品，部分試樣用機械外力使鍍層剝落后檢測。前者用于金相分析，掃描電鏡觀察形貌及能譜分析，后者用XRD分析剝落位置物質(zhì)成分。

熱浸鍍鋁鍍層分為純鋁層與過渡層兩部分，過渡層與純鋁層接觸，其中接近基體部分為Fe2Al5，接近純鋁層為FeAl3，其厚度占整個過渡層的15%左右，與Fe2Al5成分區(qū)相比組織比較細碎。在機械外力作用下，由于FeAl3脆性很大，會發(fā)生斷裂，而外層純Al的延展性很好，所以斷裂發(fā)生在FeAl3與純Al接觸部位，并導(dǎo)致鍍層完全剝落。