《Ti和V對熱浸鍍55wt.%Al-Zn-Si鍍層組織影響機理的熱力學分析》是依託上海大學，由羅群擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Ti和V對熱浸鍍55wt.%Al-Zn-Si鍍層組織影響機理的熱力學分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：羅群
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
由於建築、家電和汽車等行業的飛速發展，對連續鍍55wt.%Al-Zn-Si鋼板的質量和性能要求越來越高。熱浸鍍層鋼板的組織和性能主要由鍍液成分和生產工藝決定，而在實際工藝條件固定的情況下，鍍液成分對鍍層組織和性能的影響就突顯出來。本項目通過實驗測定Al-Zn-Fe-M (M=Si、Ti和V)體系的相關係，用相圖計算技術對該體系進行評估，確定富Al-Zn側的熱力學數據和相平衡關係，分析Si、Ti和V元素對鍍層顯微組織影響的機理。利用最佳化的Al-Zn-Fe-Si-Ti-V資料庫，制定最佳Si、Ti和V的含量範圍。通過連續熱浸鍍55wt.%Al-Zn-Si模擬實驗和擴散偶實驗研究鍍層和合金層中金屬間化合物種類、分布和生長的動力學，分析Ti和V對抑制層形成和穩定性的影響。這些工作的開展有利於積累Al-Zn鍍層體系的熱力學和動力學基礎數據，理論上指導合金元素的添加量，澄清鍍層顯微組織形成機理。
結題摘要
本項目通過平衡合金和擴散偶實驗結合熱力學計算研究合金元素Ti、V、La等對合金層中物相種類、分布規律和穩定性的影響。原位同步輻射(SR-PXRD)結果顯示Ti、V和La的引入可以抑制Fe4Al13相的生成，La的抑制作用大於Ti和V。X射線螢光顯微分析(XFM)鍍層板的截面成分分布，發現Ti在合金層中以顆粒狀金屬間化合物存在，在表層鍍層中均勻分布，而La主要均勻分布於合金層中。熱力學計算液-固反應合金層物相形成驅動力，分析金屬間化合物Fe4Al13和Fe2Al5的形成的原因，結合第一性原理計算Si、Ti、V、La元素分別摻雜在Fe4Al13、Fe2Al5、Fe4Al13/Fe2Al5界面處的能量以及Al在Fe2Al5中的擴散能壘，結果說明Si、Ti、V易在Fe4Al13/Fe2Al5界面偏聚，而La對抑制Al在Fe2Al5中的擴散作用最強，因此Si、Ti、V、La都可以抑制合金層的生長，但是方式不同。通過實驗測定Al-Zn-Fe-M(M= Si、Ti和V)體系的相平衡關係，結合第一性原理對物相生成焓的計算，用CALPHAD方法最佳化得到一套自洽且可靠的Al-Zn-Fe-M(M= Si、Ti和V)體系富Al-Zn側熱力學資料庫，計算Ti、V對鍍液中飽和Fe的溶解度和析出金屬間化合物的影響規律，發現Ti和V添加導致鍍液中有效Si含量降低，從而降低Fe的飽和溶解度，使鍍液中析出更多的Fe4Al13，作為形核基底，細化鋅花，但也導致鍍液中鋅渣增多。本項目對鍍層中金屬間化合物的結構、界面穩定性和鍍液中相關係的熱力學分析為實際熱浸鍍鋁鋅合金的成分最佳化和工藝改進提供理論指導。
