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热浸镀锌是钢铁防腐方法中一种较为方便有效的工艺措施。其中,锌铝合金镀层兼具了铝的耐久保护特性和锌的阴极保护特性,与纯锌镀层相比,其防腐性能要高出好几倍;与纯铝镀层相比,浸镀温度显著降低,对锌锅的腐蚀性也比较小。因这些特点,近年来锌铝合金镀层发展非常迅速。Galvalume镀层是一种备受业内青睐的锌铝合金镀层。但是,由于该镀层过厚、底渣过多等问题而阻碍了它的发展。研究发现,添加合金元素可以起到抑制Galvalume镀层厚度、减少残渣的作用。Zr元素化学性质活泼,在铸造铝合金中能与Al反应生成ZrAl3形成异质核心、细化晶粒、改善性能,在热浸镀锌中能抑制Fe-Zn反应。为了研究Si和Zr协同作用对55%Al-Zn镀层的组织及其形成过程,评估合金相的稳定性及添加元素对镀层组织的影响。本工作围绕Zn-Si-Zr三元系的相关系展开了研究,研究成果对于丰富锌基合金数据库及开发新型镀锌铝合金具有较强的指导意义和一定的应用价值。本工作采用平衡合金法和扩散偶法,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)及X射线等方法对Zn-Si-Zr三元系450℃和600℃相关系及其富锌角液相面投影图进行了实验研究。研究结果表明,在450℃等温截面存在11个三相区,实验确定了10个三相区,它们分别是:L-Zn+(Si)+Si2Zr,L-Zn+Si2Zr+SiZr,L-Zn+Zn14Zr+SiZr,Zn14Zr+SiZr+Si4Zr5,Zn14Zr+Zn6Zr+Si4Zr5,Zn6Zr+Zn3Zr+Si4Zr5,Si4Zr5+Si2Zr3+Zn3Zr,Zn3Zr+Si2Zr3+SiZr2,Zn3Zr+Zn2Zr+SiZr2和ZnZr+(Zr)+SiZr2。三相区Zn2Zr+ZnZr+SiZr2能够根据相律推出。Zn在Si2Zr,SiZr,Si4Zr5,Si2Zr3和SiZr2中的最大溶解度分别为:2.6、3.0、5.7、7.1和4.7 at.%,Si在Zn14Zr,Zn6Zr,Zn3Zr,Zn2Zr和ZnZr中的最大溶解度分别为:0.8、2.4、1.8、2.4和1.7 at.%。600℃等温截面存在12个三相区,实验确定了10个三相区,它们分别是:L-Zn+(Si)+Si2Zr,L-Zn+Si2Zr+SiZr,L-Zn+SiZr+Zn23Zr6Si,L-Zn+Zn6Zr+Zn23Zr6Si,Zn6Zr+Zn3Zr+Zn23Zr6Si,SiZr+Si4Zr5+Zn23Zr6Si,Si2Zr3+Si4Zr5+Zn23Zr6Si,Si2Zr3+Zn3Zr+Zn23Zr6Si,Zn2Zr+Zn3Zr+SiZr2和Zn2Zr+ZnZr+SiZr2。三相区Zn3Zr+Si2Zr3+SiZr2和(Zr)+ZnZr+SiZr2能够根据相律推出。Zn在Si2Zr,SiZr,Si4Zr5,Si2Zr3和SiZr2中的最大溶解度分别为:2.4、1.2、4.7、3.7和4.5 at.%。Si在Zn6Zr,Zn3Zr,Zn2Zr和ZnZr中的最大溶解度分别为:0.2、0.8、1.3和0.8 at.%。实验中还发现该截面存在一个三元化合物Zn23Zr6Si。通过Zn-Si-Zr三元系富锌角液相面投影图的研究,得知该体系富锌角共有八个初生相,分别是:L-Zn,Zn14Zr,Zn6Zr,Zn23Zr6Si,Zn2Zr,SiZr2,Si4Zr5,SiZr和(Si)。五个三元共晶反应:L→SiZr+Zn14Zr+(Zn),L→Zn14Zr+Si4Zr5+(Zn),L→Zn6Zr+Zn14Zr+Si2Zr3,L→Zn2Zr+Zn3Zr+SiZr2和L→(Si)+SiZr+(Zn)。两个包晶反应:L+SiZr2→Zn23Zr6Si和L+SiZr→Si2Zr。