专利名称：使用Al/Zn基镀层的防腐保护的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及具有合金镀层的产品的制备，所述合金包含作为合金主要成分的铝和锌(下文中称作“Α /ai基合金镀层产品”)。术语“Al/ai基合金镀层产品”在这里应当理解为包括，例如，在产品的至少一部分表面上具有Ai/ai基合金镀层的带材、管材以及型材形式的产品。本发明更具体地，但绝非专门地，涉及金属带形式的Al/ai基合金镀层产品，例如在至少一部分表面上具有Α /ai基合金镀层的钢带，以及用Α /ai基合金镀层带材制造的
女口
广 PFt οAi/ai基合金镀层金属带材可以是出于防护、美观或者其它原因而同时涂覆无机和/或有机化合物的带材。本发明更具体地，但绝非专门地，涉及具有除了 Al和Si之外还含有多于一种元素的合金镀层的ΑΙ/ai基合金镀层钢带，所述多于一种元素例如Mg和Si，以多于痕量的形式存在。本发明更具体地，但绝非专门地，涉及具有包含Mg和Si的Al/ai基合金镀层的 Al/Zn基合金镀层钢带，其中以重量百分比计，包含20-95%的Al，不超过5%的Si，不超过 10%的Mg以及平衡量的Si和少量其它元素，一般每种其它元素少于0. 5%。应当注意，除非特别说明，本说明书中元素的百分比指的均是重量百分比。
背景技术：
通常在钢带的表面形成薄的(即2-100 μ m厚)ΑΙ/Si基合金镀层来提供防腐蚀防护。Al/ai基合金镀层通常，但不仅仅是，元素Al和Si的合金镀层，合金中还可以含有 Mg、Si、Fe、Mn、Ni、Sn中的一种或者多种，以及少量的其它元素例如V、Sr、Ca、釙。Al/Zn基合金镀层通常，但不仅仅是，通过将带材穿过熔融合金浴对带材进行热浸镀而在钢带上形成的。钢带通常，但不必然，在浸镀之前进行加热以促进合金与带材的结合。随着带材从熔融浴中被拉出，合金随后在带材上凝固，并且形成凝固的合金镀层。Al/Zn基合金镀层的显微组织一般主要由枝晶形式的富Al的α相以及位于枝晶间区域的富ai的共晶相混合物构成。当适当地控制熔融镀层的凝固速度时(例如，如美国专利US3，782，909中记载的，将其通过交叉参考并入本文)，富Al的α相凝固成枝晶，该枝晶足够细小，使得在枝晶间的区域形成通道的连续网络，并且富Si的共晶相混合物在该区域凝固。这些镀层的性能取决于如下因素的结合(a)最初通过富Si的枝晶间共晶相混合物提供的钢基体的牺牲性保护，以及(b)通过富Al的α相枝晶的支撑提供的屏障性保护。 富Si的枝晶间相混合物优先被腐蚀，以提供对钢基体的牺牲保护，并且，在特定的环境下， 一旦富Si的枝晶间相混合物被耗尽，富Al的α相在提供屏障保护的同时，也能继续为钢基体提供合适级别的牺牲保护。
然而，在很多情况下由富Al的α相枝晶提供的屏障保护和牺牲保护的程度是不足的，镀层钢带的性能会遭受损害。下文中记载了三种这样的情况1.在含有高浓度的氮氧化物和硫氧化物的“酸雨”或者“污染的”环境中；2.在海水环境中漆膜的下面；3.在金属镀层被破坏的切割边缘或者其它部分露出钢基体的海水环境下。举例来说，申请人发现，当钢带上的ΑΙ/Si基合金镀层特别薄时(即每平方米镀层的总镀层质量小于200g，一般小于150g/m2，这相当于当钢带的两面具有相等的镀层厚度时，在钢带的每个表面上每平方米镀层小于100g，一般小于75g/m2)，若使用标准的冷却速度(通常从irC /s到100°C /s)，显微组织将更加趋向于从钢带向镀层表面延伸的柱状组织或者竹状组织。这种显微组织包含(a)富Al的α相枝晶以及(b)富Si的共晶相混合物所形成的一系列分离的柱状通道，所述通道直接从钢带延伸至镀层表面。申请人:还发现，当具有这样的包含柱状显微组织的薄Al/ai基合金镀层的钢带暴露在低PH值的环境(通常被称作“酸雨”环境)时，或者暴露在具有高浓度的硫氧化物或者氮氧化物的环境(通常被称作“污染的”环境)时，富Si的枝晶间的共晶相混合物被很快腐蚀，而且这种相混合物中的从钢带直接延伸到镀层表面的柱形通道成为了通往钢带的直接腐蚀通道。存在这样的从镀层表面通向钢带的直接腐蚀通道的情况下，钢带很可能被腐蚀，并且腐蚀的产物(铁的氧化物)能自由地转移到镀层表面，呈现熟知的“红锈着色”外观。红锈着色使镀覆的钢产品的外观美感降低，并且会使产品的性能降低。例如，红锈着色能够降低用作屋顶材料的镀覆钢产品的热效率。申请人:还发现，当薄的Al/ai基镀层以划伤、裂缝或者其它方式被破坏而露出钢带从而暴露在“酸雨”环境或者“污染的”环境中时，即使不存在柱状组织或者竹状组织，也会发生红锈着色。还已知，在“酸雨”环境或者“污染的”环境中，富Al的α相无法对钢带提供牺牲保护。这里的“酸雨”环境应当理解为雨和/或形成在镀覆钢带上的凝聚物具有小于5. 6 的PH值。举例来说，“污染的”环境可一般地，但绝非专门地，定义为IS09223中的Ρ2或者 Ρ3的类别。再例如，在海水环境中，通常认为富Al的α相枝晶可以为钢基体提供良好的牺牲保护，这种能力由于在金属镀覆钢带上面涂覆的漆膜下方微环境的改变而消退。上述内容在澳大利亚或者其它地方将不认为其属于公知常识承认的范畴。
发明内容
申请人:发现，ΑΙ/Si基合金镀覆的钢带在“酸雨”或者“污染的”环境中的红锈着色可通过下述方式来预防或者降至最低形成Al-Zn-Si-Mg合金镀层形式的镀层，以及保证镀层中OT SDAS比率大于0.5 1的值，其中OT是带材的表面上的覆盖厚度，SDAS是镀层中富Al的α相枝晶的二级枝晶臂的间隔的测量值。这里的术语“覆盖厚度”应当理解为带材上镀层的总厚度减去镀层金属间合金层的厚度，这里的金属间合金层指的是对带材进行镀覆时，由于熔融的镀层与钢基体反应而形成的紧邻钢基体的Al-Fe-Si-Zn四元金属间相的层(Al-Fe-Si-Zn quaternaryintermetallic phase layer)。根据本发明，提供了一种在金属带材上，一般在钢带上形成抗腐蚀的Al-Zn-Si-Mg 合金镀层的方法，所述金属带材适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中，该方法包括(a)使金属带材穿过Al-Zn-Si-Mg合金的熔融浴，并且在带材的一个或者两个表面上形成该合金的镀层；(b)将镀层在带材上凝固，并且形成具有如下显微组织的凝固镀层该显微组织包含从金属带材延伸的富Al的α相枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道，并且在枝晶间通道内具有相微粒；并且该方法包括控制步骤(a)和(b)以及形成OT SDAS比率大于0. 5 1的凝固镀层，其中OT是覆盖厚度，SDAS是镀层中富Al的α相枝晶的二级枝晶臂的间隔。这里的术语“富Si的共晶相混合物”应当理解为是共晶反应的产物的混合物，该混合物包含富Si的β相和Mg:Si化合物相，例如Mgav根据本发明，还提供了一种在带材的一个或者两个表面上具有Al-Zn-Si-Mg合金镀层的金属带材，其适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中，其镀层所具有的显微组织包含从金属带材上延伸的富Al的α相枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道，并且在枝晶间通道内具有Mg2Si微粒，并且该镀层的OT SDAS比率大于0.5 1，其中OT是覆盖厚度，SDAS是镀层中富Al的α相枝晶的二级枝晶臂的间隔。应当注意到，在带材的两面都具有镀层的情况下，根据镀覆带材的需要，每个表面的覆盖厚度可以不同或者相同。在任何情况下，本发明要求两个表面的任何一个的 OT SDAS比率要大于0.5 1。OT SDAS比率可以大于1 1。OT SDAS比率可以大于2 1。镀层可以是薄镀层。在本文中，这里的金属(例如钢)带材上的“薄”镀层，应当理解为是带材的两个表面上的镀层具有小于200g/m2的总镀层质量，这相当于在钢带的一个表面上每平方米镀层小于100g，但也不一定总是这种情况。镀层的覆盖厚度可大于3 μ m。镀层的覆盖厚度可小于20 μ m。镀层的覆盖厚度可小于30 μ m。镀层的覆盖厚度可以是5-20 μ m。Al-Zn-Si-Mg合金可包含20 % -95 %的Al，不超过5 %的Si，不超过10 %的Mg以及平衡量的Si和少量其它元素，一般每种其它元素少于0. 5%。 Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 40 % -65 % 的 Al。Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 45 % -60 % 的 Al。Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 35% -50% 的 Zn。Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 39% -48% 的 Zn。Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 1 % _3 % 的 Si。Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 1. 3 % -2. 5 % 的 Si。Al-Zn-Si-Mg合金可包含小于5%的Mg。
Al-Zn-Si-Mg合金可包含小于3%的Mg。Al-Zn-Si-Mg合金可包含大于1 %的Mg。Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 1. 2% -2. 8%的 Mg。Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 1. 5% -2. 5%的 Mg。Al-Zn-Si-Mg 合金可包含 1. 7 % -2. 3 % 的 Mg。金属带材可以是钢带。在其它情况，或者如果不能保持上述的OT SDAS比率以及镀层具有小于0.5 1 的OT SDAS比率的情况下，申请人还发现，通过选择镀层合金的成分(主要是Mg和Si) 以及控制镀层的显微组织，仍然可以在钢带表面上的薄Al-Zn-Si-Mg合金镀层中阻止或者减小在“酸雨”或者“污染的”环境中的红锈着色以及在海水环境中的切割边缘的腐蚀。上述成分的选择以及显微组织的控制对薄镀层和/或者具有OT SDAS比率小于0.5 1的镀层尤其有用，但是并不限于这些镀层，也可以用于厚的镀层和/或者具有 OT SDAS比率大于0.5 1的镀层。申请人:还发现，在敏感的ΑΙ/Si基镀层中，能够通过以下方法消除或者减小海水环境下的镀覆钢带的切割边缘的腐蚀以及“酸雨”或者“污染的”环境下的红锈着色1、阻塞沿着富Si的枝晶间通道通向钢带的侵蚀，和/或，2、激活这些环境中的富Al的α相，从而能够对钢带提供牺牲保护。一般来说，在上述两种情况下，根据本发明，提供了一种在带材的一个或者两个表面上具有Al-Zn-Si-Mg合金镀层的金属带材，其适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中， 该镀层包含的显微组织中包含从金属带材上延伸的富Al的α相枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道，并且在枝晶间通道内具有Mg2Si相微粒。在有关Ife2Si相的内容中的术语“微粒”应当理解为是这种相在显微组织中的析出物的物理形态的表示。这里应当理解，“微粒”是在镀层凝固的过程中从溶液中析出而形成的，并且不是上述成分的特定添加物。1、阻塞根据本发明，提供了一种在金属带材，一般是钢带上形成Al-Zn-Si-Mg合金的抗腐蚀镀层的方法，所述金属带材适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中，该方法包括(a)使金属带材穿过Al-Zn-Si-Mg合金熔融浴，并且在带材的一个或者两个表面上形成该合金的镀层；(b)将镀层在带材上凝固，并且形成具有如下显微组织的凝固镀层，该显微组织包含从金属带材上延伸的富Al的α相枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道，并且在枝晶间通道内具有M&Si相；并且该方法包括选择Mg和Si的浓度以及在步骤(b)中控制冷却速度，从而在凝固镀层内的枝晶间通道内形成Mg2Si相微粒来阻塞沿着枝晶间通道的侵蚀。作为解释，在具有枝晶组织的ΑΙ/Si基镀层中，Si是以类似薄片形态的微粒存在的，并且，尽管它不会被腐蚀，但它不会填充并阻塞枝晶间腐蚀通向钢带的枝晶间通道。申请人发现，加入到含有Si的Al/ai基镀层中的Mg能够与Si结合，在富Al的α相枝晶臂之间的枝晶间通道内形成Mg2Si相微粒。这些微粒具有合适的尺寸和形态，能够阻塞本来通向钢带的直接腐蚀通道，并且帮助隔离位于下面的钢基体阴极。通过控制镀层的凝固，即
7冷却速度，可以形成合适尺寸和形态的微粒。特别地，申请人发现，在镀层凝固过程中的冷却速度CR应当维持在小于 170-4. 5CT，其中CR是以。C/秒为单位的冷却速度，而CT是以微米为单位的带材表面上的
镀层厚度。合适尺寸的Mg2Si相微粒的形态可描述为以平面图像观察时具有“汉字”的形式， 而以三维图像观察时具有花瓣的形式。作为示例，在
图12和13中示出该形态，并且在下文中进一步讨论。Mg2Si微粒的花瓣可具有小于8 μ m的厚度。Mg2Si相微粒的花瓣可具有小于5 μ m的厚度。Mg2Si相微粒的花瓣可具有在0. 5-2. 5 μ m范围内的厚度。Mg的浓度可选择大于0. 5%。低于此浓度，就没有足够的Mg2Si相微粒来填充和阻塞枝晶间通道。Mg的浓度可选择小于3%。高于此浓度，就会形成对于阻塞枝晶间腐蚀无效的立方形态的大Mg2Si微粒。特别地，Al-Zn-Si-Mg合金可含有超过1 %的Mg。对于Si浓度从0. 5%到2%的镀层，与其它含Si相相比，枝晶间M&Si相的体积分数可大于50%。与其它含Si相相比，枝晶间M&Si相的体积分数可大于80%。为了提供对于枝晶间通道的良好的阻塞，位于镀层的覆盖厚度的下面三分之二部分的枝晶间M&Si相的比例可以大于镀层内M&Si相的总体积分数的70%。由Mg2Si相阻塞的枝晶间通道的比例可以大于通道总数量的60%，一般大于 70%。申请人:还发现，通过本发明使之可能的改善防护可实施在一系列显微组织上从 OT SDAS为0.5 1比率的粗大枝晶组织到OT SDAS为6 1比率的细小枝晶组织。因此可以减缓在“酸雨”或者“污染的”环境中通常沿着这些通道进行的腐蚀，以及特别是通过这些通道进行的红锈着色。如美国专利3，782，909中公开的，在ΑΙ/Si合金镀层中，沿着枝晶间通道进行的腐蚀还可通过减小通道的尺寸来限制(通道尺寸减小是在凝固过程中增加冷却速度的结果)，并且因此减小了镀层的SDAS。然而，虽然这样可以减慢镀层的表面腐蚀(经常通过质量损失测试来确定)，但是它也限制了为钢基体提供牺牲保护的富锌相混合物的可用性。因此，更容易发生钢基体的腐蚀。2、α相的激活根据本发明，提供了一种在金属带材上，一般在钢带上形成抗腐蚀的Al-Zn-Si-Mg 合金镀层的方法，所述金属带材适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中，该方法包括(a)使金属带材穿过Al-Zn-Si-Mg合金熔融浴，在带材的一个或者两个表面上形成该合金的镀层；(b)将镀层在带材上凝固，并且形成具有如下显微组织的凝固镀层，该显微组织包含从金属带材延伸的富Al的α相的枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道，并且在枝晶间通道内具有M&Si相；
并且该方法包括选择Mg和Si的浓度以及在步骤(b)中控制冷却速度，从而在凝固镀层中的枝晶间通道内形成Mg2Si相微粒，该微粒具有一定尺寸范围、形态以及空间分布，所述空间分布激活富Al的α相以提供牺牲保护。特别地，申请人发现，Mg2Si相自身是易反应的，并且容易被腐蚀。然而，申请人还发现了导致Mg2Si相钝化，能够阻塞通道，并且提升和增强富Al的α相在钢带的牺牲保护中的活化作用。特别地，申请人发现，在ΑΙ/Si基合金镀层成分中增加合适的Mg和Si的浓度，以及选择使合金成分的镀层在带材上凝固的冷却速度，能够引导Mg2Si相形成为在枝晶间通道内处于合适的分布和位置，从而激活富Al的α相，使其在特定的海水、“酸雨”以及“污染的”环境中提供对钢材的牺牲保护。富Al的α相的激活能力能够使更细小的枝晶组织的应用成为可能，而不会在露出钢基体的切割边缘或者其它区域造成随之发生的牺牲保护能力的丧失。Mg和Si浓度以及冷却速度的选择与标题为“阻塞”的后续关于这些参数的描述相一致。特别地，在冷却速度方面，申请人发现，在镀层凝固过程中的冷却速度CR应当维持在小于170-4. 5CT，其中CR是以。C /秒为单位的冷却速度，而CT是以微米为单位的带材
表面的镀层厚度。在成分方面，作为示例，在“酸雨”或者“污染的”环境以及“酸性的”微环境中，为形成M&Si，Mg的浓度可以大于0. 5%。Mg的浓度可大于来保证α相的有效激活能力。Mg的浓度应当小于3%。在更高浓度下，可能会形成粗大的、分布广泛的初级M&Si 相，其不能提供富Al的α相的均勻激活。特别地，Al-Zn-Si-Mg合金可包含超过1 %的Mg。申请人:还发现，通过本发明使之可能的改善的牺牲保护实施在一系列显微组织上，从OT SDAS为0.5 1比率的粗大枝晶组织到OT SDAS为6 1比率的细小枝晶组织。申请人:还发现，根据本发明制备并且随后刷漆的Al-Zn-Si-Mg合金镀覆带材，作为富Al的α相激活的结果，显示出更窄的、更均勻的腐蚀锋面，以及在海水环境中边缘钻蚀程度的降低。在申请人开展的实验室工作中，与传统的ΑΙ/Si镀层相比，根据本发明生产的样品显示出从切割边缘进行的“边缘蠕变”速度或者“钻蚀”速度的降低。改善的性能已经通过适用于一系列镀层结构以及应用在一系列漆膜上得以体现。下面结合附图对本发明做进一步说明，其中图1是根据本发明示例的Al-Zn-Si-Mg合金镀层的测试样品在海水环境中边缘钻蚀与Mg的浓度的关系曲线图；图2-4是测试板照片以及腐蚀锋面图像，表明了根据本发明示例的Al-Zn-Si-Mg 合金镀层在海水环境中性能得到改善；图5是实验室加速测试板的照片，示出了根据本发明的金属镀覆钢带的改善的表面风化以及改善的牺牲保护；
图6-11是测试板照片，表明了根据本发明的钢带上示例的Al-Zn-Si-Mg合金镀层在“酸雨”或者“污染的”环境中性能得到改善；图12是根据本发明Al-Zn-Si-Mg合金镀层的扫描电子显微图像的平面图像，其示出了图像中所示显微组织中M&Si相微粒的形态；以及，图13是图12中Al-Zn-Si-Mg合金镀层中的Mg2Si相微粒形态网络状的三维图像。根据本发明示例的Al-Zn-Si-Mg合金镀覆的钢带改善的腐蚀性能已经由申请人通过将测试样品暴露在实际的“酸雨”、“污染的”以及海水环境现场得以证明。测试样品包括由申请人制备的测试板，以提供关于镀层腐蚀的信息。图1-5以及表格1和2证明了根据本发明生产的钢带上示例的Al-Zn-Si-Mg合金镀层在海水环境下改善的性能。在海水环境下的性能通过在具有ISO等级C2至C5的现场，按照AS/NZS 1580. 457. 1. 1996附录B进行的室外暴露测试，以及通过实验室循环腐蚀测试(CCT)，进行评估。表1示出了根据本发明示例的Al-Zn-Si-Mg合金镀覆钢铁测试板在恶劣的海水环境中进行冲刷式暴露的情况下，其对于不同金属镀层质量(单位mm)在刷漆的边缘钻蚀程度上改善的性能的数据。该表格还包括与传统的ΑΙ/Si基合金镀层测试板的对比数据。
权利要求
1.一种在金属带材上，一般在钢带上形成抗腐蚀的Al-Zn-Si-Mg合金镀层的方法，所述金属带材适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中，所述方法包括(a)使金属带材穿过所述Al-Zn-Si-Mg合金熔融浴，在所述带材的一个或者两个表面上形成所述合金的镀层；(b)将所述镀层在所述带材上凝固，形成具有如下显微组织的凝固镀层，所述显微组织包含从所述金属带材上延伸的富Al的α相枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道， 并且在所述枝晶间通道内具有Mg2Si相微粒；并且所述方法包括控制步骤(a)和(b)，以及形成OT SDAS比率大于0.5 1的所述凝固镀层，其中OT是覆盖厚度，而SDAS是所述镀层中富Al的α相枝晶的二级枝晶臂的间隔。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述OT SDAS比率大于1 1。
3.—种在带材的一个或者两个表面上具有Al-Zn-Si-Mg合金镀层的金属带材，该带材适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中，所述镀层包括这样的显微组织，该显微组织包含从所述金属带材上延伸的富Al的α相枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道，并且在所述枝晶间通道内具有Mg2Si相微粒，并且所述镀层具有大于0.5 1的OT SDAS比率，其中OT是覆盖厚度，而SDAS是所述镀层中富Al的α相枝晶的二级枝晶臂的间隔。
4.如权利要求3所述的镀覆金属带材，其中所述OT SDAS比率大于1 1。
5.如权利要求3或4所述的镀覆金属带材，其中所述镀层在所述带材的两个表面上的总镀层质量具有小于200g/m2，这相当于当所述带材仅仅在一个表面上进行镀覆时，在所述带材的一个表面上每平方米镀层小于100g，并且两个表面上的镀覆厚度相等。
6.如权利要求3-5中任一项所述的镀覆金属带材，其中所述镀层的所述覆盖厚度大于 3 μ m0
7.如权利要求3-5中任一项所述的镀覆金属带材，其中所述镀层内的所述富Al的α 相枝晶的SDAS大于3 μ m但小于20 μ m。
8.如权利要求3-7中任一项所述的镀覆金属带材，其中所述Al-Zn-Si-Mg合金含有 20 % -95 %的Al，不超过5 %的Si，不超过10 %的Mg，以及平衡量的Si和少量其它元素，一般每种其它元素小于0.5%。
9.如权利要求3-8中任一项所述的镀覆金属材料，其中所述金属带材是钢带。
10.一种在金属带材上，一般在钢带上形成抗腐蚀的Al-Zn-Si-Mg合金镀层的方法，所述金属带材适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中，所述方法包括(a)使金属带材穿过Al-Zn-Si-Mg合金熔融浴，在所述带材的一个或者两个表面上形成所述合金的镀层；(b)将所述镀层在所述带材上凝固，并且形成具有如下显微组织的凝固镀层，所述显微组织包含从所述金属带材上延伸的富Al的α相枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道，并且在所述凝固镀层的所述枝晶间通道内具有Mg2Si相；并且所述方法包括选择Mg和Si的浓度以及在步骤(b)中控制冷却速度，以在所述的枝晶间通道内形成M&Si相微粒。
11.如权利要求10所述的方法，其中包括选择所述Mg的浓度大于0.5%。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中包括选择所述Mg的浓度大于1%。
13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其中包括选择所述Mg的浓度小于3%。
14.如权利要求10-13中任一项所述的方法，其中选择所述Mg和Si的浓度以及在步骤(b)中控制所述冷却速度，在所述的枝晶间通道内形成具有合适尺寸和形态的相微粒，从而阻塞沿着所述枝晶间通道的腐蚀。
15.如权利要求14所述的方法，其中在所述枝晶间通道内的所述Mg2Si相微粒的形态以平面图像观察时具有“汉字”的形式，以三维图像观察时具有花瓣的形式。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述花瓣的厚度小于5μ m。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述花瓣的厚度在0.5-2. 5μπι范围内。
18.如权利要求10-14中任一项所述的方法，其中选择所述Mg和Si的浓度以及在步骤 (b)中控制所述冷却速度从而在所述的枝晶间通道内形成Mg2Si相微粒的步骤，在所述凝固镀层的枝晶间通道内形成具有一定尺寸范围和空间分布的Mg2Si相微粒，所述空间分布激活所述富Al的α相来提供牺牲保护。
19.如权利要求10-18中任一项所述的方法，其中在镀层凝固过程中的所述冷却速度 CR小于170-4. 5CT，其中CR是以。C /秒为单位的冷却速度，CT是以微米为单位的所述带材表面上的所述镀层厚度。
20.一种在带材的一个或者两个表面上具有Al-Zn-Si-Mg合金镀层的金属带材，其适用于例如“酸雨”或者“污染的”环境中，所述镀层包括这样的显微组织，所述显微组织包含从所述金属带材上延伸的富Al的α相枝晶以及富Si的共晶相混合物的枝晶间通道，并且在所述枝晶间通道内具有M^Si相微粒。
21.如权利要求20所述的镀覆金属带材，其中所述Al-Zn-Si-Mg合金含有20%-95% 的Al，不超过5%的Si，不超过10%的Mg以及平衡量的Si和少量其它元素，一般每种其它元素少于0. 5%。
22.如权利要求21所述的镀覆金属带材，其中所述Mg的浓度大于0.5%。
23.如权利要求21所述的镀覆金属带材，其中所述Mg的浓度大于1%。
24.如权利要求21所述的镀覆金属带材，其中所述Mg的浓度小于3%。
25.如权利要求21-24中任一项所述的镀覆金属带材，其中对于Si浓度为0.5%到2% 的镀层，相对于其它的含Si相，枝晶间的Ife2Si相的体积分数大于50%。
26.如权利要求21-25中任一项所述的镀覆金属带材，其中相对于其它的含Si相，枝晶间的Mg2Si相的体积分数大于80%。
27.如权利要求2116中任一项所述的镀覆金属带材，其中在所述镀层中，超过Mg2Si 相的总体积分数的70%的Mg2Si相位于所述镀层的镀覆厚度的下面三分之二部分。
28.如权利要求21-27中任一项所述的镀覆金属带材，其中超过60%的所述枝晶间通道由M&Si相微粒“阻塞”。
全文摘要
Al/Zn镀覆钢带在“酸雨”或者“污染的”环境中产生的红锈着色可通过形成OT∶SDAS比率大于0.5∶1的Al-Zn-Si-Mg合金镀层来降至最低，其中OT是带材表面的覆盖厚度，SDAS是镀层中富Al的α相枝晶的二级枝晶臂的间隔的测量值。在“酸雨”或者“污染的”环境中的红锈着色以及在海水环境下的边缘钻蚀可通过对钢带上的Al-Zn-Si-Mg合金镀层进行成分选择(主要是Mg和Si)、凝固控制(主要通过冷却速度)以及在枝晶间通道内形成特定形态的Mg2Si相微粒来降至最低。
文档编号C23C2/12GK102341523SQ201080010526
公开日2012年2月1日 申请日期2010年3月12日 优先权日2009年3月13日
发明者乔·威廉斯, 亚伦·基亚尔·纽费尔德, 刘启阳, 布赖恩·安德鲁·谢登, 戴维德·詹姆斯·诺兰, 罗斯·姆可道尔·史密斯, 韦恩·伦肖 申请人:蓝野钢铁有限公司