热浸镀锌的基本原理(14)

热浸镀锌的基本原理

Sn- Ni- V — 1.2 — 0.055 0.02 —

可以控制Si+2.5P＞0.4%的钢材的Fe-Zn反应可以控制Si+2.5P＞0.5%时Fe-Zn反应 可以控制Si+2.5P＞0.5%时Fe-Zn反应 适用于Si+2.5P＜0.3%适用于0.25%

Si+2.5P＜

Sn- Ni- V — 0.8～1.2 — 0.045 0.05～0.08 —

V- Ti — — — — 0.04 0.05

Sn - V Al -Bi

— 0.025

1.0 —

— 0.1

— —

0.05 —

— —

3 钢的化学成分对镀层结构及性能的影响 3.1 碳的影响

热浸镀锌所用的钢大部分是低碳钢，含碳量在0.05%～0.25%之间，只有钢丝、钢缆才用含碳量较高的钢制成。笼统地说，含碳量增加在浸镀过程中，会加剧铁锌之间的合金化反应，铁损失加大，铁-锌合金层也越厚，会使镀层变脆，塑性降低。

碳在纯铁（α-Fe）的溶解度仅为0.02%～0.03%，在室温下仅为0.008%。所以碳在钢中主要是以碳化铁（Fe3C）形式存在；在铸铁中以碳化铁和游离碳（石墨碳）两种形式存在。在钢中，Fe3C和纯铁又能组成机械混合物，即珠光体（片状和球状）、索氏体、屈氏体、马氏体等。它们的微观结构依次更为细密均匀，即碳在珠光体中分布得不均匀，而在屈氏体和马氏体中则非常均匀细致。碳对铁锌反应的影响不仅取决于钢中的含量，还取决于它的分布形式和均匀程度。单独的碳和碳化物比纯铁更稳定，与锌更难反应。大量的研究表明，钢中的碳只是以球状或片状珠光体存在时，铁锌反应更快。如果是以分布细密均匀的索氏体或屈氏体形成，则反应速度的增加就会缓慢下来，而石墨和弥散分布的马氏体则对铁锌反应几乎无影响。 3.2 硅的影响

钢中的硅是影响铁-锌合金化反应最强烈的一种元素，形成圣德林效应的大多数钢中都含有硅，因为在冶炼中硅是作为廉价的脱氧剂加入钢中。所以镇静钢或半镇静钢通常含硅量为0.1%～0.4%，只有沸腾钢中的含硅量较低（≤0.07%）。下面将讨论对镀层质量的影响。 3.2.1 硅在钢中存在的两种形态

硅在α-Fe中的溶解度为15%（质量分数）。在钢中的诸多元素中，唯有硅与铁构成无序固溶体时，在铁的原子位置上有13%～23%的空位（或称缺位），这一点对热浸镀锌过程非常重要。

由于硅与碳在元素周期表处于同一族，存在相似的化学性质。硅的晶格形式为金刚石型，它与碳化铁（Fe3C）中的C（金刚石型）相类似。同时，硅与铁有生成稳定化合物的趋向，硅与铁有很强的亲和力，会发生如下反应：

Fe3C+3Si=3FeSi+C

也就是说，当硅含量较低时，根据相图在纯铁中并不会出现铁硅化合物，而在钢中，当有Fe3C存在时，硅元素则会以弥散沉析的FeSi化合物的形式存在。 3.2.2 硅对铁-锌反应的影响

在前面的论述中提到生成δ相时的“孕育期”问题，在连续热浸镀锌时，由于浸镀时间很短，