熱鍍鋅鍍層的形成機(jī)理

熱浸鋅橋架是一個橋架冶金反應(yīng)過程。從微觀角度看，熱浸鍍鋅過程是兩個動態(tài)平衡：熱平衡和鋅鐵交換平衡。當(dāng)把鋼鐵工件浸入450℃左右的熔融鋅液時，常溫下的工件吸收鋅液熱量，達(dá)到200℃以上時，鋅和鐵的相互作用逐漸明顯，鋅滲入鐵工件表面。隨著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(gòu)成鋅鍍層的分層結(jié)構(gòu)，隨著時間延長，鍍層中不同的合金層呈現(xiàn)不同的成長速率。從宏觀角度看，上述過程表現(xiàn)為工件浸入鋅液，鋅液面出現(xiàn)沸騰，當(dāng)鋅鐵反應(yīng)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，鋅鐵反應(yīng)停止，熱鍍鋅鍍層形成，厚度確定。

影響河北熱浸鋅橋架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(nèi)應(yīng)力、工件幾何尺寸、熱浸鍍鋅工藝。現(xiàn)行的國際和中國熱鍍鋅標(biāo)準(zhǔn)都根據(jù)鋼材厚度劃分區(qū)段，鋅鍍層平局厚度以及局部厚度應(yīng)達(dá)到相應(yīng)厚度，以確定鋅鍍層的防腐蝕性能。鋼材厚度不同的工件，達(dá)成熱平衡和鋅鐵交換平衡所需的時間不同，形成的鍍層厚度也不同。標(biāo)準(zhǔn)中的鍍層平均厚度是基于上述鍍鋅機(jī)理的工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)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(yàn)值。因此，ISO標(biāo)準(zhǔn)、美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)和中國標(biāo)準(zhǔn)在鋅鍍層厚度要求上略有不同，大同小異。