雍　薇，黄兴民，张　雷，程　乾，戴光泽

(西南交通大学 材料科学与工程学院，成都 610031)



热浸镀铝球墨铸铁失效机理研究

雍薇，黄兴民，张雷，程乾，戴光泽

(西南交通大学 材料科学与工程学院，成都 610031)

采用VK-9710型激光共聚焦显微镜对热浸镀铝球墨铸铁试样的三点弯曲失效过程进行原位观察，分析镀层和基体的裂纹萌生和扩展机理。结果表明：对于纯Al浸镀球墨铸铁，在拉应力作用下，铁铝合金镀层率先萌生裂纹，诱导临近基体中铁素体撕裂与石墨球剥离，裂纹近似垂直于拉应力方向并沿着临近石墨球最短途径扩展；压应力导致表面纯Al层剥离和铁铝合金层破碎，镀层失效对球墨铸铁基体基本无影响。对于Al-3.7Si-1.0RE浸镀球墨铸铁，拉应力作用下的失效机理与纯Al浸镀相似；压应力作用下纯Al层和铁铝合金层与基体脱开，表现为铁素体基体失效。

球墨铸铁；热浸镀铝；原位观察；失效机理

因为能显著提高钢铁制件的抗高温氧化、耐海水腐蚀以及耐硫化物气体腐蚀等性能[1]，热浸镀工艺在石油、化工、冶金、交通运输、建筑等领域得到广泛应用[2-5]。钢铁制件热浸镀铝后表面镀层主要由纯Al层和合金层构成[6,7]，其中合金层为脆性相，与基体形成不规则舌状界面，容易造成应力集中，可能导致裂纹源的产生和力学性能的恶化[8,9]。当浸镀液成分改变时，合金层厚度与基体界面形态相应发生变化。目前，热浸镀钢铁制件力学性能[10-12]和高温氧化性能方面[13-15]的研究较多，而对热浸镀铝球墨铸铁失效机理的研究报道较少。……