4043/6061铝合金-Q235钢的反应润湿行为与前驱膜形成机制

摘要

铝在钢表面的润湿行为及润湿性直接关系到热浸铝工艺所制备涂层的质量.采用座滴法在高真空条件下研究了熔融4043和6061铝合金分别在Q235钢表面的润湿行为及界面结构.结果表明:4043/6061铝-Q235钢为典型的反应润湿体系,且润湿性随着温度的升高而改善.反应过程中生成的金属间化合物替代基板表面的氧化膜,形成洁净的界面进而促进熔滴铺展.铝合金化学成分不同导致界面结构不同,进一步导致铺展动力学规律不同,其中6061和4043铝合金在Q235钢表面润湿的活化能分别为86 kJ/mol和8kJ/mol.6061铝合金中Mg的挥发可以还原钢表面的氧化膜,使铝熔滴更容易润湿钢板并形成前驱膜,其形成机制为“皮下渗透机制”.4043铝合金中的Si在固-液界面有较高的亲和力,因此在反应层出现了明显的Si富集.