热浸镀锌的基本原理(17)

热浸镀锌的基本原理

合金相生成，由于硅在ζ相的溶解度极小，主要存在于δ相，因而随着硅含量的增加，使δ相晶粒急剧长大，δ相层迅速增厚，并在硅含量为0.07%～0.10%时达到最高值。即表明“缺位”铁原子的位置此时已被锌原子占据填满。

（2）曲线出现下降段 锌液中的铝可以起到细化晶粒阻止δ相结晶中心的生成。同理认为，当钢中的含硅量增加到一定数值时，以细小弥散沉析的FeSi粒子大量出现，延缓δ相的生成或形成细微δ相薄相层。这种影响此时起到了主导作用，从而减缓了铁锌合金化过程的反应。

（3）曲线又恢复上升阶段 当钢中的硅含量继续增加时，这种细小弥散的FeSi粒子会出现聚集变大趋势，从而失去阻碍δ相生成的作用，使δ相层增厚，并依附在δ相和ζ相的界面上，在镀件离开锌液后，促使δ相和锌液剧烈反应，将ζ相推向镀层表面，形成粗糙无光、附着性差的灰色镀层。上述反应过程即称为圣德林效应。

同时，还应当指出，在520～550℃温度下，硅的影响趋向缓和，因为在这个温度区间ζ相不再形成，从而抑制了δ相的生成，所以镀层厚度反而会明显减薄。 3.3 磷的影响

磷是钢在冶炼时存在的微量杂质。在普通碳素结构中磷含量控制在0.035%以内。钢中的磷对热浸镀锌有明显的不利影响。研究发现，磷能促进铁锌合金的反应速率，其作用相当于硅的2.5倍。比如，当钢中硅含量即使为0.05%，若此时钢中的磷含量为0.03%，那么硅与磷的符合作用相当于含硅＞0.125%，也会出现超厚度层。

磷在钢的表面形成的偏析形态会带到铁-锌合金层中。微量的磷能促进ζ相的异常生成，使ζ相粒大，并造成凸起状的ζ相迸发层的形成，使镀层质量明显降低。

磷与硅对圣德林效应的复合作用，见图9。 3.4 铜的影响

由于矿石原料中含有铜，冶炼时铜作为杂质不能完全除尽。优质碳素结构钢中规定铜的含量≤0.25%，在轧制薄钢板时，要求含量＜0.15%，这是因为铜存在于铜中的作用是弊大于利，它可以提高抵抗大气腐蚀能力，但会引起轧制缺陷。

铜在α-Fe的溶解度为1.79%（841℃）、0.86%（759℃）、0.44%（698℃）、室温下几乎为零。随着轧制温度的降低，铜便在铁素体的晶界上析出，并形成富铜区，由于铜与铁的伸长率不同，在轧制过程中在钢板表面出现网状裂纹，这种网状缺陷在含铜量超过0.3%时，最易出现。

20世纪80年代，国外学者研究发现，含铜0.17%～0.22%的低碳钢具有一定的抗融锌的浸蚀能力，即延缓铁-锌反应。这可能是由于铜会优于与硅形成β相（Cu6Si），抵消了硅对铁锌反应的不利影响。我国在前几年也曾有厂家开发出含铜的锌锅钢板，即KZF（03Cu）钢。但经实践验证，虽然抗腐蚀能力尚好，但存在强度偏低，易产生撕裂等问题，而未能推广应用。 3.5 锰和铝的影响

在碳素结构钢中一般含有0.25%～0.80%的锰，08Al规定的铝含量为0.02%～0.07%。在低锰结构钢中，规定锰含量为0.7%～1.2%。生产实践证明，锰和铝对镇静钢在热浸镀锌时产生的圣德林效应都有明显的加剧作用，比如当锰含量超过1.2%时，将提高合金层生长速率，促进灰色镀层的生成。所以，制作锌锅时，对钢板的含硅、锰、铝量都应当严格控制。

4 浸镀温度与时间的影响