热浸镀锌的基本原理(8)

热浸镀锌的基本原理

晶格连续性，极少发生错位。根据相变动力学观点，当两相的晶格形式相同时，新相成核速率很大，因此Г1相晶粒极为细小，相层厚度很薄，两相之间为金属键结合。所以Г1相牢固地附在α-Fe上，Г1相层厚度经实验测定约为1～8μm(见表2)。

表2 浸镀时间与镀层厚度的关系

注：① 试片钢号SPHC化学成分（质量分数，%）：C0.025、Si0.027、Mn0.31、S0.017、P0.015。

② 试片尺寸80mm×120mm×0.3mm。 ③ 浸镀温度：452～455℃。

④ 锌液成分：含Al0.003%，锌锭牌号Zn99.995。

⑤ Г2相厚度eГ2可近似按以下式计算 eГ2 =10- eГ1 (μm)。 ⑥ Г1相呈铅灰色，有金属光泽；Г2相呈亮灰色结晶（有浮凸特征）。

1.4.1.2 如果浸镀时间较短（连续热浸镀锌），没有生成δ相，离开锌液的瞬间，尚未凝固的纯锌层直接附在α-Fe上。在冷却过程中，首先生成Г1相。即：

L+α-Fe→Г1 （1-1）

由于浸镀时间较短，锌在铁基体中的溶解尚不充分，因此形成Г1相所需的锌原子有一部分要靠锌液提供，其反应机理与上述的衍生过程完全一致。此时形成的Г1相同样与α-Fe形成金属键结合。 1.4.2 Г2相的形成

1.4.2.1 离开锌液面后，锌层锌液凝固，内层锌原子向α-Fe侧的扩散得以保证，此时 Г1相生长完成，为形成锌/铁比例较Г1相更高的Г2相创造了条件，根据相图可判断出：Г2晶核生成是始于δ侧（富锌侧），并靠吞噬Г1相形成的。根据实测的Г2相硬度（HV）为473，这是晶格位错扭曲所致。Г2相的形成，降低镀层的结合强度。

1.4.2.2 在已生成Г1相的基础上，形成Г2相的必要条件是存在δ相层（否则只会存在Г1相）。Г2 相是由Г1相和δ相之间无扩散固体相变（晶格的滑移切变）生成：

Г1+ δ →Г2 (1-4)

从相图明显可以看出Г2相必须是由与之邻近的两个相（Г1相和δ相）之间发生界面反应形成的，这才符合热力学原理。也就是说，不存在δ相，就不可能形成Г2相，这与连续热浸镀锌过程完全吻合。

1.4.3 ζ相的再结晶及δ相长大的过程

这种情况存在于非连续热浸镀锌的冷却过程，形成δ+ζ的混合共晶体，其反应式为： L+ δ→ζ （1-5） 或 η+δ →ζ

这是一个古老的问题，但它发生在冷却过程中，所以单独列出。H.Bablik曾指出，δ相破裂使附在合金层上的锌液和δ结晶充分接触而发生共晶反应，并伴随δ相的长大，这个反应进行得很快和激烈，它有可能完全消耗其纯锌层，使镀层表面η相不连续，露出ζ相结晶，形成黑灰色镀层，通常