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热浸镀技术是钢铁防腐技术中应用极为广泛的一种技术。热浸镀锌铝合金镀层因其焊接性、耐腐蚀性好,与钢铁基体结合力强,且工艺简单、成本低廉等优点而成为最常用的热浸镀材料。本文以锌为基体,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其附带能谱仪(EDS)、极化曲线测试及电化学阻抗谱测试等多种分析和测试方法,研究了Al、Mn和Ti对锌合金及其热浸镀层组织、耐蚀性能的影响和作用机制。研究结果表明:当铝的添加量为4%时,锌合金中出现的大量初生β-Zn相会作为牺牲性阳极优先发生腐蚀;当铝含量为6%时,合金中α-Al相表面形成具有钝化作用的氧化铝薄膜而其周围的共晶组织作为牺牲性阳极优先被选择腐蚀;当铝含量为5%时,合金中共晶成分比例最大,在3.5%NaCl腐蚀介质中其腐蚀速率为3.88μg·cm-2·d-1,腐蚀电流密度为6.4μA/cm2,EIS高频阻抗和低频扩散阻抗值都比Zn-4Al和Zn-6Al合金阻抗高,Zn-5Al合金的耐腐蚀性最好。在Zn-5Al合金中,随着添加Mn的量的增大,合金中初生β-Zn相的数量及体积分数均越来越小,但Mn含量增大到0.3%,合金中出现了体积较大的块状铝锰锌相(近似原子比为8:2:3),且与含0.2%的Mn合金相比初生β-Zn相没有明显不同。在3.5%NaCl腐蚀介质中,Zn-5Al-0.2Mn合金的自腐蚀电流密度和腐蚀速率在Zn-5Al-xMn合金中均最小分别为1.4μA·cm-2和1.17μg·cm-2·d-1,且其高频阻抗及低频阻抗最大。Zn-5Al合金中随着Mn的添加,其作为阳极的β-Zn的数目及体积分数均降低,而铝锰锌相不被优先腐蚀。在Zn-5Al合金中,Ti的加入能细化晶粒,抑制初生β-Zn相析出。当Ti的添加量为0.15%时,Zn-5Al合金由均一的全共晶组织组成,当Ti含量继续增大到0.2%,合金中出现了少量的铝钛锌三相化合物(近似原子比为15:6:4)。Zn-5Al-0.15Ti在Zn-5Al-xTi合金中自腐蚀电流密度和腐蚀速率均最小分别为1.1μA·cm-2和0.85μg·cm-2·d-1,其高频阻抗及扩散阻抗均最大,且随着浸泡时间的延长其阻抗均增大。当Ti含量为0.15%时,合金发生均匀性腐蚀,其合金的耐腐蚀性在Zn-5Al-xTi中最好。以Zn-5Al、Zn-5Al-0.2%Mn和Zn-5Al-0.15Ti合金作为镀层材料制备了Q235的热浸镀镀层,其中Zn-5Al镀层中存在少量的初生β-Zn相,而添加Mn、Ti合金的镀层组织几乎全由共晶组织组成,并且Fe2Al5合金过渡层较Zn-5Al镀层中的合金过渡层厚。从镀层表面质量,结合力及耐腐蚀性能等方面相比,Zn-5Al-0.2%Mn、Zn-5Al-0.15Ti均优于Zn-5Al合金镀层。