熱鍍鋅鍍層的形成機理

　　熱浸鍍鋅是一個(gè)冶金反應過(guò)程。從微觀(guān)角度看，熱浸鍍鋅過(guò)程是兩個(gè)動(dòng)態(tài)平衡：熱平衡和鋅鐵交換平衡。當把鋼鐵工件浸入450℃左右的熔融鋅液時(shí)，常溫下的工件吸收鋅液熱量，達到200℃以上時(shí)，鋅和鐵的相互作用逐漸明顯，鋅滲入鐵工件表面。隨著(zhù)工件溫度逐漸接近鋅液溫度，工件表面形成含有不同鋅鐵比例的合金層，構成鋅鍍層的分層結構，隨著(zhù)時(shí)間延長(cháng)，鍍層中不同的合金層呈現不同的成長(cháng)速率。從宏觀(guān)角度看，上述過(guò)程表現為工件浸入鋅液，鋅液面出現沸騰，當鋅鐵反應逐漸平衡，鋅液面逐漸平靜。工件被提出鋅液面，工件溫度逐漸降低至200℃以下時(shí)，鋅鐵反應停止，熱鍍鋅鍍層形成，厚度確定。

　　熱鍍鋅鍍層厚度要求

　　影響鋅鍍層厚度的因素主要有：基體金屬成分、鋼材的表面粗糙度、鋼材中的活性元素硅和磷含量及分布狀態(tài)、鋼材的內應力、工件幾何尺寸、熱浸鍍鋅工藝。現行的國際和中國熱鍍鋅標準都根據鋼材厚度劃分區段，鋅鍍層平局厚度以及局部厚度應達到相應厚度，以確定鋅鍍層的防腐蝕性能。鋼材厚度不同的工件，達成熱平衡和鋅鐵交換平衡所需的時(shí)間不同，形成的鍍層厚度也不同。標準中的鍍層平均厚度是基于上述鍍鋅機理的工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗值，局部厚度是考慮到鋅鍍層厚度分布的不均勻性以及對鍍層防腐蝕性要求所需要的經(jīng)驗值。因此，ISO標準、美國ASTM標準、日本JIS標準和中國標準在鋅鍍層厚度要求上略有不同，大同小異。

　　熱鍍鋅鍍層厚度的作用和影響

　　熱鍍鋅鍍層的厚度決定了鍍件的防腐蝕性能。詳細討論請參見(jiàn)附件中由美國熱鍍鋅協(xié)會(huì )提供的相關(guān)數據。用戶(hù)可以選擇高于或低于標準的鋅鍍層厚度。對于表面光滑的3mm以下薄鋼板，工業(yè)生產(chǎn)中得到較厚的鍍層是困難的，另外，與鋼材厚度不相稱(chēng)的鋅鍍層厚度會(huì )影響鍍層與基材的結合力以及鍍層外觀(guān)質(zhì)量。過(guò)厚的鍍層會(huì )造成鍍層外觀(guān)粗糙，易剝落，鍍件經(jīng)不起搬運和安裝過(guò)程中的碰撞。鋼材中如果存在較多的活性元素硅和磷，工業(yè)生產(chǎn)中得到較薄的鍍層也十分困難，這是由于鋼中的硅含量影響鋅鐵間的合金層生長(cháng)方式，會(huì )使ζ相鋅鐵合金層迅速生長(cháng)并將ζ相推向鍍層表面，致使鍍層表面粗糙無(wú)光，形成附著(zhù)力差的灰暗鍍層。

　　因此，如上述討論結果，鍍鋅層的生長(cháng)存在不確定性，實(shí)際生產(chǎn)中要取得某一范圍的鍍層厚度常常是困難的，熱鍍鋅標準中規定的厚度是大量實(shí)驗后產(chǎn)生的經(jīng)驗值，照顧到了各種因素和要求，較為合理。