《鋼材熱浸鍍用Zn-Al-Mg-Si鍍層合金的相關係及其耐蝕性能》是依託上海大學，由李謙擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋼材熱浸鍍用Zn-Al-Mg-Si鍍層合金的相關係及其耐蝕性能
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李謙
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
全世界每年因鋼鐵腐蝕造成的直接經濟損失高達數千億美元，通過元素合金化提高熱浸鍍合金鍍層鋼鐵構件的耐蝕性，延長其使用壽命，一直倍受國內外關注。本項目採用實驗和計算相結合的方式來建立描述多元多相體系Zn-Al-Mg-Si和Zn-Al-Mg-Si-Fe的熱力學模型及相應的資料庫，確定出富Al 端和富Zn端的熱力學性質與相平衡關係。同時考慮熱浸鍍過程動力學的限制性環節對鍍層組織結構的影響，研究添加Mg到Zn-Al-Si鍍液中的作用規律及Fe的熔損機制，確定出體系中關鍵相的組成、分布和組織與性能的內在關係，測定鍍液的物理化學性質，最佳化出鍍液成分，可選擇一些我們認為性能較好的組成和條件進行鍍液合金開發。通過研究Zn-Al-Mg-Si 合金鍍層腐蝕過程中鋼基體、中間合金層、鍍層及腐蝕產物的微觀結構，闡明其耐蝕機理，為開發耐蝕性更強的新型熱浸鍍Zn-Al-Mg-Si 合金鍍層鋼板提供科學依據和理論指導。
結題摘要
鋼材的防腐處理有利於保護環境，減少資源浪費，並能帶來巨大的經濟價值。在鋼材表面製備熱浸鍍鍍層是一種常見的防腐手段。我國雖然是金屬鍍層鋼生產大國，但十分缺乏具有獨立智慧財產權的熱浸鍍金屬鍍層產品。本項目圍繞Al–Zn–Mg–Si四元合金體系，通過實驗和相圖熱力學最佳化獲得了一套自洽的Al–Zn–Mg–Si熱力學參數，運用相圖計算和凝固模擬進行高鋁含量鍍層合金的成分設計。利用自製的半自動熱浸鍍設備，製備熱浸鍍Al–Zn–Si–Mg合金鍍層。結合熱力學相圖，分析鍍層的物相組織以及各相的析出過程。利用浸泡腐蝕加速試驗和電化學測試技術，對比不同鍍層的耐蝕性，從而研究合金鍍層的腐蝕行為，並闡釋鍍層的耐蝕機理。另外，對鍍層合金層的研究還發現形核位置、形核熱力學驅動力和異相界面能是影響固液反應的三個關鍵因素。研究表明，在富Al體系的Al–Zn–Si合金液中添加1~4 wt.% Mg，鍍層的腐蝕失重減少了63%~77%。本項目的研究結果完善了Al–Zn–Mg–Si四元合金體系熱力學資料庫，探索了一種高耐蝕的Al–Zn–Mg–Si合金鍍層，並探明了鍍層的耐蝕機理，還對金屬固液反應機理提出了新的解釋。
