铁基固溶体在液锌中腐蚀行为的研究

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铁基固溶体材料具有力学性能好,价格低的特点,是热镀锌常用的结构材料之一。但铁基固溶体的耐液锌腐蚀性较差,本文对如何提高铁基固溶体材料的耐锌蚀性开展研究,并归纳总结了铁基固溶体在液锌中腐蚀机理。   通过添加Ni、Cr、Al三种合金元素,研究了合金元素种类及含量对铁基固溶体耐锌蚀性的影响,并总结归纳了它们在液锌中的腐蚀机理。同时运用Miedema理论计算了铁基固溶体的热力学稳定性,从热力学角度对固溶体的耐锌蚀性提供理论判据,并用MEAM理论从原子之间的对势能量方面对如何影响固溶体的耐蚀性进行了探讨。   实验结果表明,铁基固溶体在锌液中腐蚀速率远低于工业纯铁,腐蚀速率从小到大依次为Fe-Ni、Fe-Cr、Fe-Al固溶体。铁基固溶体在锌液中的腐蚀产物主要是Fe-Zn化合物,腐蚀机制以反应扩散为主。Fe-Ni固溶体在液锌中的腐蚀层分为明显的3层,Г、δ、ζ相层;Fe-Cr固溶体在液锌中的腐蚀层分为两层,薄而致密的δ相层和松散的ζ相层;而Fe-Al固溶体腐蚀层没有明显的分层。   本文运用Miedema 理论计算了三种固溶体的吉布斯自由能。结果表明,加入相同含量的合金元素,各固溶体的自由焓从小到大依次为Fe-Ni、Fe-Cr、Fe-Al 固溶体,即Fe-Ni固溶体的吉布斯自由能最低,在相同条件下,Fe-Ni的稳定性最好,其耐液锌蚀性能最好,Miedema理论计算结果与实验结果基本一致。  
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