硅对热浸镀ZnAl4合金镀层组织及生长动力学的影响

涂浩^1,2，宋媛媛^1,2，刘亚^1,2，吕维^1,2，苏旭平^1,2，彭浩平^1,2，吴长军^1,2

1. 常州大学材料科学与工程学院2. 常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室

摘 要：采用热浸镀法在纯铁片表面制备锌铝合金镀层,研究纯铁片在锌铝熔池（ZnAl4）中的界面反应,分析熔池中添加硅元素对镀层组织与生长动力学的影响。结果表明:随热镀时间延长,锌铝凝固组织与基体间的金属间化合物层（即中间合金层）的厚度增加。熔池中加入0.15%Si时,铁铝金属间化合物层的生长受到抑制,厚度减小,特别是在600℃时厚度减小更明显。Si在金属间化合物层中富集,使Fe和Al原子通过液相通道相互扩散受到阻碍,铁铝抑制层稳定存在,从而降低金属间化合物层的厚度。熔池中硅含量增加至0.30%时,对于铁锌合金层的抑制作用消失,合金层结构与不含硅时相似,形成Fe₂Al₅/FeAl₃/（Zn-Al）液相凝固组织。中间合金层的厚度随时间延长呈抛物线增长,表明镀层的形成受扩散控制;但适量硅在中间合金层的溶解能阻碍铁锌原子的扩散,从而抑制镀层过度生长。

关键词：热浸镀锌铝;界面反应;扩散通道;