中国腐蚀与防护学报, 2024, 44(1): 246-254 DOI: 10.11902/1005.4537.2023.073

研究报告

热处理对ZnAlMg镀层组织与耐腐蚀性能的影响

蒋光锐,1,2, 刘广会1, 商婷1

1.首钢技术研究院 北京 100043

2.绿色可循环钢铁流程北京市重点实验室 北京 100043

Effect of Heat Treatment Process on Microstructure and Corrosion Resistance of ZnAlMg Coating

JIANG Guangrui,1,2, LIU Guanghui1, SHANG Ting1

1.Shougang Group Co., Ltd., Technology Research Institute, Beijing 100043, China

2.Beijing Key Laboratory of Green Recyclable Process for Iron & steel Production Technology, Beijing 100043, China

通讯作者: 蒋光锐,男,1982年生,博士,高级工程师,E-mail:guangrui82@qq.com,研究方向为热浸镀技术

收稿日期: 2023-03-20   修回日期: 2023-04-26  

Corresponding authors: JIANG Guangrui, E-mail:guangrui82@qq.com

Received: 2023-03-20   Revised: 2023-04-26  

作者简介 About authors

蒋光锐,男,1982年生,博士,高级工程师

摘要

使用加热炉模拟了车身制造过程中的烘烤热处理过程,热处理温度为150~250℃,处理时间为10 min。采用扫描电子显微镜(SEM)研究了在加热前后ZnAlMg镀层表面与截面的微观组织变化,使用X射线衍射仪(XRD)分析了热处理前后镀层的物相差异,使用电化学技术和中性盐雾实验评价了镀层的耐蚀性。结果表明,随着加热温度的提高,ZnAlMg镀层中的共晶组织逐渐粗化,并且在镀层表面形成富含Al和Mg的氧化物。当加热温度为175℃时,在镀层的共晶组织中以及镀层表面均出现了大量O分布,而在镀层的共晶组织表面附近的Al和Mg分布范围更宽一些。加热温度为250℃时,镀层的初始凝固组织表面变得比较粗糙,而共晶组织中的灰色相从层片结构逐渐演变为颗粒结构,表面出现了大量Al、Mg和Zn的氧化产物,其中以Mg和Al的氧化物为主。电化学测试结果表明,随着加热温度的升高,ZnAlMg镀层的极化电阻以及电荷转移电阻不断增大,而腐蚀电流密度则不断减小。中性盐雾实验结果表明,随着加热温度的升高,ZnAlMg镀层的腐蚀失重逐渐减小。与原始样品相比,250℃热处理样品的腐蚀失重减小了17%。ZnAlMg镀层耐蚀性的提高,一方面可能与共晶组织粗化有关,另一方面则与表面形成富含Al和Mg的氧化物有关。

关键词: ZnAlMg镀层 ; 热处理 ; 氧化 ; 腐蚀 ; 微观组织

Abstract

ZnAlMg coated steel plates, as the substrate for anti-corrosion and decorative coatings, have to experience thermally baking in automobile manufacturing processes, which may affect the microstructure and corrosion resistance of the coating, but such effect was not studied yet. In this study, the ZnAlMg coated steel plates were heat treated at temperatures in the range of 150oC to 250oC for 10 min respectively so that to reproduce the baking effect. Then the variation of surface- and cross sectional-microstructure, phase constituents and corrosion behavior of the ZnAlMg coating before and after heating were assessed by means of scanning electron microscope (SEM), and X-ray diffractometer (XRD), as well as electrochemical technology and neutral salt spray test. The results show that with the increasing heating temperature, the eutectic structure in the ZnAlMg coating gradually coarsens, and oxides rich in aluminum and magnesium are formed on the surface of the coating. When heating at 175oC, a large number of oxygen is detected on the eutectic structure and surface of the coating. When heating at 250oC, the surface of the initial solidification structure of the coating becomes rough, while the gray phase in the eutectic structure gradually evolves from lamellar structure to granular structure, and a large number of oxidation products of Al, Mg and Zn appear on the surface, among which the oxides of Mg and Al are the main ones. The electrochemical test results show that with the increasing heating temperature, the polarization resistance and charge transfer resistance of the ZnAlMg coating increase but the corrosion current density decreases continuously. The results of neutral salt spray test show that the corrosion mass loss of the ZnAlMg coating decreases gradually with the increasing heating temperature. Compared with the as received ones, the corrosion mass loss of the ZnAlMg coating heat treated at 250oC decreased by 17%. It was indicated that the improvement of corrosion resistance of the ZnAlMg coating may be related to the coarsening of eutectic structure and the formation of oxides rich in Al and Mg on the surface.

Keywords: ZnAlMg coating ; heat treatment ; oxidation ; corrosion ; microstructure

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本文引用格式

蒋光锐, 刘广会, 商婷. 热处理对ZnAlMg镀层组织与耐腐蚀性能的影响. 中国腐蚀与防护学报[J], 2024, 44(1): 246-254 DOI:10.11902/1005.4537.2023.073

JIANG Guangrui, LIU Guanghui, SHANG Ting. Effect of Heat Treatment Process on Microstructure and Corrosion Resistance of ZnAlMg Coating. Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection[J], 2024, 44(1): 246-254 DOI:10.11902/1005.4537.2023.073

从上世纪70年代以来,为了进一步提高纯Zn镀层的耐腐蚀性能,国内外开发出了含有Al和Mg的ZnAlMg合金镀层[1~7]。ZnAlMg镀层与纯Zn镀层相比,具有更加优异的耐蚀性。蒋光锐等[8]采用全浸泡技术评价了ZnAlMg镀层与纯Zn镀层以及Galfan镀层的耐蚀性,ZnAlMg镀层表面覆盖的腐蚀产物提高了ZnAlMg镀层钢板的耐蚀性。Volovitch等[9]采用多种加速腐蚀实验对比评价了纯Zn镀层钢板、Zn-Mg合金镀层钢板以及ZnAlMg合金镀层钢板的耐腐蚀性能,研究认为Mg和Al的协同作用能够稳定腐蚀产物,提高镀层耐蚀性。LeBozec等[10]采用多种循环腐蚀实验评价了ZnAlMg镀层的漆膜下耐蚀性,在各种循环腐蚀条件下,ZnAlMg镀层的漆膜划痕扩蚀宽度都明显小于纯Zn镀层。Schulz等[11]采用ISO 11997-1B循环腐蚀实验研究了ZnAlMg镀层的耐蚀性,结果表明ZnAlMg镀层的耐蚀性达到纯Zn镀层的两倍。顾宏[12]采用大众的PV1210循环腐蚀实验评价了ZnAlMg镀层与纯Zn镀层的耐蚀性差异,结果表明ZnAlMg镀层具有更优异的耐蚀性。陈磊等[13]采用GMW 14872循环腐蚀实验研究了ZnAlMg镀层的耐蚀性,结果表明ZnAlMg镀层的漆膜扩蚀宽度只有冷轧板的三分之一左右。

由于ZnAlMg镀层具有优异的耐蚀性,因此受到了汽车制造企业的广泛关注,宝马公司[14]、沃尔沃公司[15]、东风日产[16]、长城汽车[17]、上汽大众[12]、吉利汽车[18]、广州汽车[13]、重庆长安汽车[19]等对ZnAlMg镀层开展了广泛研究和实际应用。目前,德国汽车工程学会已将ZnAlMg镀层纳入汽车材料标准中,规定了汽车用ZnAlMg镀层中Al和Mg的含量(质量分数)分别为1%~3%和1%~2%。

汽车车身在涂漆后,需要在150~200℃烘烤10~20 min以固化漆膜[20]。由于汽车用ZnAlMg合金镀层具有较低的熔点[21],因此高温烘烤过程可能会对ZnAlMg镀层的组织与耐蚀性造成影响。Nogueira等[22]研究了55% Al-Zn镀层在200和360℃加热后的镀层组织与耐蚀性变化,结果表明枝晶间共晶组织趋于消失,镀层在中性盐雾条件下更容易出现红锈。王言峰等[23]研究了镀层成分为Zn-1.7%Al-1.3%Mg的ZnAlMg镀层加热到100~500℃之后的镀层组织与耐蚀性变化,结果表明镀层的共晶组织尺寸增大,在中性盐雾实验中失重量明显增大。该研究涉及的热处理温度范围比较宽,明显超过汽车涂装烘烤的温度范围。Ghatei-Kalashami等[24]研究了镀层成分为Zn-1.5%Al-1.5%Mg的ZnAlMg镀层在700~900℃下快速加热后的镀层组织演变过程。该研究涉及的温度较高,远远超过了汽车车身涂装烘烤温度范围[20]

本研究将采用实验室热模拟的方法,研究汽车车身烘烤热处理过程对ZnAlMg镀层微观组织以及耐腐蚀性能的影响。

1 实验方法

实验材料为汽车用ZnAlMg镀层钢板,牌号为DC54D+ZM,镀层化学成分(质量分数,%)为: Al 1.7, Mg 1.1,其余为Zn以及不可避免的杂质元素。镀层重量为双面70 g/m2,钢板厚度为0.8 mm。将钢板切割为50 mm × 50 mm的实验样品,在70℃的10%NaOH碱液中除去表面油污,然后热风烘干。

使用Nabertherm B400型热处理炉进行热处理实验,加热炉的升温速率为10℃/s,温度控制精度为± 1℃。将加热炉炉膛温度加热到设定温度,快速放入实验样品。然后再次加热,待炉膛温度重新达到设定温度后,保温10 min,然后取出实验样品,在空气中冷却到室温。由于汽车车身或者零件在涂漆之后,常用的烘烤温度是150~200℃[20],因此热处理实验的设定温度设计为150、175、200、225和250℃,每种温度包含两个平行样,未热处理的原始样品作为对比样。

使用Hitachi S-3400N型钨灯丝扫描电镜(SEM)分析样品的表面微观形貌,加速电压为15 kV。使用SEM附带的X射线能谱仪(EDX)分析表面不同位置的化学成分。将实验样品切割为10 mm × 10 mm的分析样品,镶嵌在树脂中,露出镀层的截面。使用SiC砂纸打磨到1500目,然后在金刚石颗粒悬浮液中抛光到3 μm,随后在热风中烘干。使用SEM观察镀层截面的微观形貌,使用SEM附带的EDX分析镀层截面不同位置的化学成分。使用Bruker公司的D8型X射线衍射仪(XRD)分析镀层加热前后的相组成,加速电流为40 mA,扫描范围为20°~105°,扫描速度为1°/min,扫描步长为0.03°,Cu 为X射线靶源。使用PARSTAT 4000型电化学工作站测试样品的电化学性能,测量精度为千分之一。含有3.5%NaCl的去离子水溶液作为电解质溶液,对电极为铂电极网,尺寸为25 mm × 25 mm,参比电极为Ag/AgCl (饱和KCl溶液),工作电极为实验样品,分析面积为1 cm2。将实验样品暴露在电解质溶液中10 min达到稳定状态。测量样品的电化学阻抗谱(EIS)时,交流信号幅值为5 mV,频率范围为105~10-2 Hz。测量极化曲线时的电位扫描速率为1 mV/s,扫描范围为开路电位±0.25 V (vs Ag/AgCl)。实验前将样品在无水乙醇中进行超声波清洗,除去表面的灰尘、油污等。EIS实验数据采用ZSimp软件进行拟合。

中性盐雾实验在Q-Fog中性盐雾实验箱中进行,按照GB/T 10125-2012进行加速腐蚀实验。实验条件如下:温度(35 ± 1)℃,沉降盐雾的pH为7,NaCl浓度为(50 ± 5) g/L,盐雾沉降量为1.28 mL/h,去离子水电导率为12 μS/cm。将ZnAlMg镀层样品加工为70 mm × 150 mm的腐蚀实验样片,密封样片的边缘与背面,放入盐雾实验箱中,样片的倾斜角为15°,实验时间为14 d。实验后使用饱和氨基乙酸溶液去除镀层表面的腐蚀产物,计算腐蚀前后的镀层失重。每种样品都做3个平行样。

2 实验结果

2.1 镀层微观组织

使用SEM的背散射电子模式观察镀层表面微观组织,结果见图1。原始ZnAlMg镀层的表面以大块的初始凝固组织为主,在初始凝固组织之间分布有细小的共晶组织,共晶组织呈层片状,这与之前蒋光锐等[6]和Riener等[25]对汽车用ZnAlMg镀层的研究结果相似。加热后,ZnAlMg镀层表面的微观组织变化并不明显。如图2,进一步放大观察可以看出,原始样品的初始凝固组织表面比较光滑,而共晶组织呈规则层片结构。当样品加热温度为250℃时,镀层中的初始凝固组织表面变得比较粗糙,而共晶组织中的灰色相从层片结构逐渐演变为颗粒结构,但是共晶组织的表面面积分数没有显著变化。根据Riener等[25]的研究,共晶组织中的灰色相是Mg-Zn化合物,可能是MgZn2和Mg2Zn11两种物质。

图1

图1   不同热处理温度下ZnAlMg镀层样品的表面微观组织

Fig.1   Surface microstructure of ZnAlMg coating under different heat treatment temperatures: (a) as-received, (b) 150oC, (c) 175oC, (d) 200oC, (e) 225oC, (f) 250oC


图2

图2   原始样品和250℃热处理样品表面局部微观组织

Fig.2   Local surface microstructure of ZnAlMg coating: (a) as-received, (b) 250oC


图3所示,原始样品中镀层截面微观组织中包含有大块的初始凝固组织与细小的共晶组织。当加热温度为150℃时,镀层截面微观组织没有明显变化。当加热温度为175℃时,共晶组织中出现了一些小黑点。由于在背散射电子模式下,图像的明暗衬度与元素原子量有正相关关系。因此这些小黑点可能含有较低原子量的元素。当加热温度升高到200℃,镀层截面的共晶组织的层片结构变得粗化,同时在初始凝固组织中也出现了一些黑色点状物质。当加热温度进一步升高到225℃时,镀层截面的共晶组织已经完全从层片结构变为了粗大的颗粒结构,初始凝固组织中黑色颗粒物进一步增加。当加热温度达到250℃时,镀层截面的共晶组织变得更加疏松,共晶组织的体积明显减小。

图3

图3   不同热处理温度下ZnAlMg镀层样品的截面微观组织

Fig.3   Cross sectional microstructure of ZnAlMg coating under different heat treatment temperatures: (a) as-received, (b)150oC, (c) 175oC, (d) 200oC, (e) 225oC, (f) 250oC


图4为ZnAlMg镀层截面的元素分布,可以看出原始样品的镀层截面中,只有极少量的O分布在镀层表面,同时Al和Mg主要分布在镀层的共晶组织中。加热温度为175℃时,在镀层的共晶组织中出现了O分布,在镀层的表面也有更多的O分布,而在镀层的共晶组织表面附近的Al和Mg分布范围更宽一些。当加热温度达到250℃时,镀层表面和共晶组织中的O分布更明显,在初始凝固组织中也出现了少量O分布,同时在镀层表面存在明显的Al和Mg分布,Al和Mg在初始凝固组织表面大量出现。镀层表面Al和Mg的分布与O的分布范围一致,因此表面的Al和Mg很可能是以氧化物形式存在。

图4

图4   不同热处理温度下ZnAlMg镀层样品截面微观组织和元素分布

Fig.4   Cross sectional microstructure and element distribution of ZnAlMg coating under different heat treatment temperatures: (a) as-received, (b) 175oC, (c) 250oC


图5为ZnAlMg镀层原始样品和200℃热处理后的XRD谱。可以看出,加热前后ZnAlMg镀层中的物相种类主要是Zn、MgZn2和少量的Al相,没有发现Mg2Zn11相。定量分析显示,加热前镀层中的Zn、MgZn2和Al相的体积分数分别为78.5%、16%和5.5%,200℃热处理后相应的体积分数变为81%、15%和4%。加热后,ZnAlMg镀层中MgZn2相和Al相的体积分数减少,Zn相的体积分数相对增大,但是变化并不明显。Meng等[26]使用透射电镜分析显示,Zn-2.3%Al-2.7%MgZnAlMg镀层中含有少量的多边形Mg2Zn11相,而大多数Mg-Zn化合物都是MgZn2相。由于Mg2Zn11相的含量太低,因此在XRD分析中可能无法鉴别出来。在XRD谱中没有发现氧化物,可能是由于表面形成的氧化物太少的缘故。

图5

图5   原始ZnAlMg镀层样品和加热200℃的ZnAlMg镀层样品的XRD谱

Fig.5   XRD patterns of as-received ZnAlMg coating sample and 200oC heat treatment sample


2.2 镀层耐蚀性

图6为不同热处理条件下ZnAlMg镀层样品的开路电位测试结果。可以看出,原始样品具有最低的开路电位,约为-1.02 V vs Ag/AgCl,而热处理样品的开路电位接近-1.0 V vs Ag/AgCl。当加热温度为150℃时,样品的开路电位超过了-1.0 V vs Ag/AgCl。加热温度进一步升高到175℃时,开路电位反而略有降低,接近-1.01 V vs Ag/AgCl。加热温度进一步升高到200℃时,开路电位再次提高到-1.0 V vs Ag/AgCl左右。随后随着加热温度的进一步升高,开路电位逐渐降低到接近-1.01 V vs Ag/AgCl。

图6

图6   不同热处理温度下ZnAlMg镀层样品的开路电位

Fig.6   Open circuit potentials of ZnAlMg coating under different heat treatment temperatures


极化曲线测试结果如图7所示。不同样品的腐蚀电位Ecorr很接近,约为-1.03 V vs Ag/AgCl。拟合了不同样品的腐蚀电流密度Icorr以及极化电阻Rp,如表1所示。可以看出,随着加热温度的升高,样品的Icorr明显减小,同时Rp显著增大,这意味着耐蚀性的提高。当加热温度达到200℃以上时,Icorr保持相对稳定。

图7

图7   不同热处理温度下ZnAlMg镀层样品的极化曲线

Fig.7   Polarization curves of ZnAlMg coating under different heat treatment temperatures


表1   不同热处理温度下ZnAlMg镀层样品的腐蚀电流密度与极化电阻

Table 1  Corrosion current density and polarization resistance of ZnAlMg coating under different heat treatment temperatures

SampleIcorr / μA·cm-2Rp / Ω·cm2
As-received236982
150℃215757
175℃1211912
200℃620934
225℃527637
250℃635357

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图8ab为不同热处理状态的ZnAlMg镀层的Bode图。所有样品都只呈现出一个特征频率,特征频率在100~400 Hz之间。而样品的阻抗模值曲线在低频段差异较大(图8c),原始样品和低温加热样品的低频段阻抗模值较小,而加热温度达到200℃以上时,低频段的阻抗模值显著增大,这与用极化曲线拟合的极化电阻变化趋势一致。

图8

图8   不同热处理温度下ZnAlMg镀层样品的Bode图与低频段(0.1 Hz)处的阻抗模值

Fig.8   Phase angle (a), impedance module (b) plots and impedance module at 0.1 Hz (c) of ZnAlMg coating under different heat treatment temperatures


不同热处理温度下ZnAlMg镀层的Nyquist图如图9a所示。可以看出,随着加热温度的提高,阻抗弧的半径显著增大。原始样品的低频段有一点扩散Warburg阻抗,而热处理样品的Nyquist图上扩散Warburg阻抗已经消失。图9b为Nyquist图的等效电路,其中,Rs是溶液电阻(Ω·cm2),Rt为电荷转移电阻(Ω·cm2),Qdl是合金-溶液界面电双层电容相关的常相位角元件(CPE),R1是合金表面状态相关电阻(Ω·cm2),C1是合金表面状态相关电容(μF·cm-2),W是扩散引起的Warburg阻抗。拟合等效电路的参数如表2所示,原始样品的等效电路中含有Warburg阻抗,加热后等效电路中的Warburg阻抗消失。根据Warburg阻抗的定义,YW越高,腐蚀抗力越低,因此加热能够提高镀层的耐腐蚀能力。可以看出,随着加热温度的升高,电荷转移电阻Rt单调增加,这表明加热会阻碍镀层与电解质溶液界面的电荷传递。

图9

图9   不同热处理温度下ZnAlMg镀层的Nyquist图及其等效电路

Fig.9   Nyquist plots (a) and equivalent circuits (b) of ZnAlMg coating under different heat treatment temperatures


表2   等效电路的拟合参数

Table 2  Fitted parameters for the equivalent circuit

SampleRs / Ω·cm2Qdl, YQdl, nRt / Ω·cm2C1 / μF·cm-2R1 / Ω·cm2YW
As-received31.08.27 × 10-60.752641678910.0067
150oC39.18.74 × 10-60.843456190899-
175oC30.79.04 × 10-60.854276219512-
200oC30.18.37 × 10-60.8376962901040-
225oC28.01.20 × 10-50.648530567242
250oC25.71.91 × 10-50.70105701597806-

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盐雾实验14 d后,所有样品表面都出现了明显的白锈,但是没有形成红锈。腐蚀失重的结果如图10所示。结果显示,当加热温度不超过175℃时,镀层的单位面积腐蚀失重相差不明显。而当加热温度超过175℃后,镀层的单位面积腐蚀失重从约29 g/m2减小到约24 g/m2,腐蚀失重降低约17%。

图10

图10   不同热处理温度下ZnAlMg镀层经中性盐雾实验14 d后的腐蚀失重

Fig.10   Mass loss of ZnAlMg coating by different heat treatment after 14 d neutral salt spray test


3 讨论

ZnAlMg镀层经200℃热处理后,在表面形成了明显的氧化层,氧化层主要由Zn、Al和Mg的氧化物构成。这是由于Zn、Al和Mg都容易与空气中的O发生反应,形成氧化物。根据Ellingham图[27],Zn、Al和Mg在200℃下发生氧化反应的标准吉布斯自由能分别为-630、-1040和-1130 kJ/mol。因此,Zn、Al和Mg在空气中都容易氧化,其中Mg和Al又比Zn更容易氧化。根据合金的氧化理论[28,29],如果合金中含有相对更容易氧化的合金元素,则合金元素会趋于扩散到合金表面发生氧化。因此ZnAlMg镀层在空气中加热时,相对更容易发生氧化的Mg和Al会趋于扩散到镀层表面并形成氧化物。Chang和Lin[30]研究了Zn-11%Al-3%Mg三元合金镀层在900℃下高温加热5 min后的镀层微观组织演变,结果表明在镀层表面形成了一层Mg和Al的氧化物。在本研究中,加热温度达到175℃时,镀层的共晶组织中出现了明显的O分布,而初始凝固组织中的O分布较少(图4b)。这说明在热处理过程中,O首先在共晶组织中扩散,并与共晶组织中的合金元素发生氧化反应。这可能是由于ZnAlMg镀层的共晶组织中含有更多的Al和Mg,因而更容易与O发生反应。此外共晶组织的晶界比例较大[31],因此O在共晶组织的扩散系数更大[32],也可能造成共晶组织优先发生氧化。

王言峰等[23]研究了Zn-1.7%Al-1.3%Mg镀层经100~300℃加热10 min后的镀层组织,认为镀层组织没有出现明显变化,而加热温度达到400℃后,镀层中的共晶组织有变粗的趋势。而在本研究中,即使加热温度只有200℃,ZnAlMg镀层的微观组织依然发生了变化。镀层中的共晶组织在加热过程中发生破坏,共晶组织中出现黑色物质,共晶组织中灰色相形貌从层片状转变为颗粒状,共晶组织变得疏松(图3d~f)。由于在加热过程中,共晶组织先于初始凝固组织发生氧化,因此推测共晶组织中的黑色物质是Al、Mg和Zn的氧化物。此外由于在氧化过程中,Al和Mg趋于对外扩散,在共晶组织中会出现Kirkendall效应,导致内部疏松[33,34]。ZnAlMg镀层共晶组织中的灰色相为Mg-Zn化合物[26],由于在加热过程中Mg首先发生氧化反应,因而共晶组织中的Mg-Zn化合物被破坏,共晶组织形貌从连续层片状变为了断续的颗粒状。

经热处理后,镀层表面形成了富含Al和Mg的氧化层,镀层表面共晶组织变得粗大,并且镀层截面中的共晶组织体积分数有所减少。LeBozec等[35]研究了不同冷却条件下ZnAlMg镀层(Zn-2.6%Al-1.6%Mg)的微观组织及其大气耐蚀性,结果表明镀层截面的共晶组织体积分数越少,耐蚀性越好。ZnAlMg镀层在腐蚀初期是共晶组织优先溶解,然后在富Zn相表面形成致密的化合物,从而抑制表面O的还原[8,10]。随着表面共晶组织变得粗大,共晶组织在腐蚀开始阶段的溶解速率加快,这使得表面能快速形成抑制O还原的致密化合物。Prosek等[36]研究认为,ZnAlMg镀层表面在腐蚀时形成的含Mg氧化物具有良好的绝缘性能,能够阻止镀层表面的电子交换,提高镀层的耐蚀性。El-Sayed等[37]研究表明,在Zn和Zn-Ni合金表面形成氧化物后,电化学阻抗模值明显增加。在本研究中,ZnAlMg镀层在加热后会在表面形成富含Al和Mg的氧化物,这些氧化物能够阻碍镀层表面的电化学反应,从而提高镀层的耐蚀性。

4 结论

(1) 随着加热温度的升高,ZnAlMg镀层中的共晶组织逐渐粗化,同时共晶组织形貌从层片结构逐渐转变为颗粒结构。

(2) 随着加热温度的升高,在镀层表面形成了一层氧化物。氧化物首先覆盖在共晶组织表面,然后扩展到整个镀层表面。该氧化物是Al、Mg和Zn的氧化产物,以Mg和Al的氧化物为主。

(3) 随着加热温度的升高,ZnAlMg镀层的极化电阻逐渐增大,腐蚀电流密度逐渐减小,低频段的交流阻抗模值增大,中性盐雾实验中的腐蚀失重减少,耐蚀性有所增强。

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