内容提要

本书介绍了钢材热镀铝的基

本原理和镀铝层的形成机制，着

重阐明钢材（包括钢板、钢丝、钢

管及钢件等）热镀铝工艺方法、流

程、设备、工艺操作等，镀铝钢材

性能、用途、产品标准和检测方法

等。书中还广泛收集了国外关于

镀铝钢材近几年的研究成果与发

展动态的最新资料。书中讲述的

内容系统全面，注意理论联系实

际和实用性。

本书读者对象为镀铝钢材生

产厂家的工程技术人员、科研设

计人员以及大专院校有关专业师

生。

目录

1概论

1.1镀铝钢材发展概况

1.2镀铝工艺概述

1.2.1粉末填充渗铝法

1.2.2热喷涂法

1.2.3真空镀铝法

1.2.4电镀法

1.2.5热浸镀法

2Fe－Al二元系金属间化合物性质及生成热力学

2.1Fe－Al二元系金属间化合物性质

2.1.1显微硬度

2.1.2强度性质

2.1.3扩散系数

2.1.4比电阻

2.1.5线膨胀系数

2.2Fe－Al二元系状态图及热镀铝过程中形成的金属间化合物相

2.3Fe－Al－Si三元系状态图及热镀铝过程中形成的金属间化合物相

2.4镀铝过程中各种金属间化合物相形成的热力学

2.4.1浸镀纯铝

2.4.2浸镀Al－Si合金

3铁在液态铝中浸润 溶解的机理和Fe－Al合金层形成的动力学

3.1液态铝对固态铁的漫流和浸润过程

3.2增大铝液对钢基体浸润性的方法

3.3铁在液态铝中溶解的机理和动力学

3.4钢镀铝时Fe－Al反应扩散动力学

3.5钢镀铝时金属间化合物相区的形成

4Fe－Al－第三组分三元系

4.1研究目的和方法

4.1.1合金的制备

4.1.2合金的热处理

4.1.3X射线相分析

4.1.4显微结构分析

4.2三元系的结晶学特征

4.2.1Fe－Al－Be三元系

4.2.2 Fe－Al－Mg三元系

4.2.3Fe－Al－La三元系

4.2.4Fe－Al－Ce三元系

4.2.5Fe－Al－Ti三元系

4.2.6Fe－A1－V三元系

4.2.7Fe－Al－Cr三元系

4.2.8Fe－Al－Mo三元系

4.2.9Fe－Al－Mn三元系

4.2.10Fe－AlNi三元系

4.2.11Fe－Al－Co三元系

4.2.12Fe－Al－Cu三元系

4.2.13Fe－Al－Zn三元系

4.2.14Fe－Al－C三元系

4.2.15Fe－Al－Si三元系

4.2.16Fe－Al－Y三元系

4.2.17Fe－Al－Sc三元系

4.2.18Fe－A1－Zr三元系

4.2.19FeAl－Hf三元系

4.2.20Fe－Al－Ag三元系

4.3钢热镀铝及钢铝连接时合金化元素的选择

5钢材的镀铝性

5.1钢基体化学成分对其镀铝性的影响

5.1.1碳的影响

5.1.2镍和铬的影响

5.1.3锰的影响

5.1.4硅、钛和钒的影响

5.2铝液的化学成分对钢基体镀铝性的影响

5.2.1硅的影响

5.2.2铜的影响

5.2.3锌的影响

5.2.4锰和镍的影响

5.2.5铁的影响

5.2.6镁的影响

5.2.7铍的影响

5.2.8稀土金属的影响

5.3镀铝工艺制度对镀铝层厚度和性质的影响

6镀铝钢板生产

6.1镀铝钢板的生产工艺

6.1.1阿姆柯公司法

6.1.2美国钢铁公司法

6.1.3英国涂层金属公司法

6.1.4美国夏伦公司法

6.1.5改进的森吉米尔法

6.1.6镀锌镀铝两用生产线

6.2钢带连续热镀铝生产线的工艺技术参数

6.2.1退火炉

6.2.2保护气体

6.2.3镀铝锅和镀层控制

6.2.4镀铝钢带的冷却与精整

6.3钢带连续热镀铝用镀锅的结构和材质

6.4镀铝锅中结构件的材质

7镀铝钢丝生产

7.1概述

7.2钢丝的热镀铝工艺

7.2.1熔剂法

7.2.2熔盐预热法

7.2.3超声波振动法

7.2.4铅－铝法

7.2.5氢还原法

7.3钢丝热镀铝工艺中的几个影响因素

7.3.1镀铝合金的选择

7.3.2钢丝的提升速度

7.3.3钢丝的冷却速度

7.4镀铝锅的维护

8镀铝钢管及钢件生产

8.1概述

8.2钢管的热镀铝工艺

8.2.1预镀金属法

8.2.2预涂有机膜法

8.2.3表面钝化法

8.2.4熔剂法

8.3熔剂法钢管热镀铝原理

8.4熔剂的组成与配方

8.4.1已用于工业生产的熔剂

8.4.2各种熔剂配方汇总

8.5熔剂法钢管热镀铝工艺

8.5.1钢管的前处理

8.5.2助镀处理

8.5.3烘干与预热

8.5.4热浸镀铝

8.5.5后处理

8.5.6成品检验

8.6钝化法钢管热镀铝原理

8.7钝化法钢管热镀铝工艺

8.8熔剂法与钝化法镀铝钢管性能比较

8.9钢管镀铝锅的形式和材质

8.9.1钢管镀铝锅的形式

8.9.2钢管镀铝锅的材质

9镀铝钢材的性能和用途

9.1镀铝钢板的性能

9.1.1耐热性（耐高温氧化性）

9.1.2耐蚀性

9.1.3对光和热的反射性

9.1.4力学性能

9.1.5焊接性

9.2镀铝钢丝的性能

9.2.1耐蚀性

9.2.2力学性能

9.3镀铝钢管的性能

9.4镀铝钢材的用途

9.4.1镀铝钢板

9.4.2镀铝钢丝

9.4.3镀铝钢管

10镀铝钢材产品标准及检测方法

10.1镀铝钢材产品标准

10.2镀铝钢材的检测方法

10.2.1镀层的连续性

10.2.2镀层的均匀性

10.2.3镀层重量

10.2.4镀层厚度

10.2.5镀层的附着性

10.2.6镀铝钢材的耐热性

10.2.7镀铝钢材的耐蚀性

11镀铝钢板的新进展

11.1改变钢基体化学成分

11.1.1高耐热镀铝钢板

11.1.2高耐热高强度镀铝钢板

11.1.3高耐蚀镀铝钢板

11.2改变镀层成分

11.2.1复合镀层系列

11.2.2添加元素系列

11.3改变热镀铝工艺制度

11.4超薄镀铝钢板

11.5单面镀铝钢板

11.5.1镀层阻止剂

11.5.2单面镀铝钢板的生产过程

11.5.3单面镀铝钢板的性能

11.6不锈钢镀铝板

参考文献

1 概论

1.1 镀铝钢材发展概况

一个世纪前人们就认识到，钢铁材料镀铝后构成的新材料带

给人们的利益，即它既具有钢的强度又具有铝的特性。钢材表面的

镀铝层不仅有铝的银白色外观和耐蚀性，而且它与基体形成的合

金层还具有好的耐热性。尽管在1893年就出现了钢铁材料热浸镀

铝的第一个专利，但由于工艺和技术上的原因一直未能获得应用，

直到1931年德国人A.豪特曼（Hauttman）发表关于热镀铝钢耐

热性的研究报告〔1〕，以后镀铝钢材的生产和应用才逐渐扩展开来。

1939年美国阿姆柯钢铁公司利用原有的森吉米尔（Sendzimir）钢

带连续热镀锌生产线经过改造，用铝锅代替锌锅而开始生产镀铝

钢板，从而使镀铝钢板的生产进入较大规模的工业生产时期〔2〕。

50年代随着汽车工业的发展，镀铝钢板被大量用于汽车排气

系统用材，制造排气管和消音器，从而进一步促进了各国镀铝钢

板迅速发展。1959年美国钢铁公司、美国内陆钢铁公司也相继开

发与生产镀铝钢板〔3〕。

50年代初，日本开始研究钢材镀铝技术，有八幡制铁、富士

制铁、日本钢管和日新制钢等公司。经过数年的开发研究，日新

制钢开始生产宽200mm的镀铝钢带。日本钢管公司从美国阿姆

柯公司引进了钢带连续热镀铝技术〔4〕。与此同时，德国蒂森

（Thyssen）、英国涂层金属公司、法国柴格勒（Zieglar）钢铁公司、

加拿大钢铁公司等也相继开发与生产镀铝钢板。起初，阿姆柯公

司生产的镀铝钢板在铝液中添加7.5％～9％的硅，以提高铝液的

流动性及钢板的加工性，该公司将此种成分镀层的镀铝钢板称为

I型镀铝钢板。后于1955年开始生产纯铝镀层钢板（在铝液中不

加硅），而称为Ⅱ型镀铝钢板。目前世界各国仍延用此种叫法。

70年代后，国外钢带连续热镀铝生产工艺技术得到了迅速发

展，其主要动向是：

（1）生产工艺设备向高速、自动化、大型化方向发展，机组

的速度由每分钟几十米提高到每分钟百余米以上。例如美国阿姆

柯公司1972年投产的4号钢带连续热镀铝生产线，机组速度达

137m/min，年生产能力达25万t〔5〕；1983年比利时菲尼克斯厂3

号镀铝生产线投产，其机组速度达150m/min，年生产能力达30

万t。

（2）采用新技术装备，以提高产品质量。例如用立式还原退

火炉代替卧式炉；采用感应加热的陶瓷锅代替铁锅；增设镀层在

线测厚仪及微机气刀镀层厚度控制系统；采用拉伸弯曲矫直机对

产品在线矫直；增加光整设备及镀层的钝化处理工序等。

（3）研究开发新的镀层品种，以提高其耐热性及高温强度。例

如，用含钦钢板或超低碳钢板（含有合金化元素）作为基板进行

热镀铝。这方面有美国内陆钢铁公司开发的知名商品，名为

Aluma－Ti等〔6，7，8〕。至于钢丝和钢管的镀铝，其发展并不明显。所

用工艺主要为熔剂法。其发展集中表现在熔剂配方的研究

上〔9，10，11〕。目前采用的熔剂成分仍以氯化物和氟化物的混合盐类

为主。

国内镀铝钢材的发展始于60年代。1964年天津轧钢一厂曾

引进日本一套熔剂法钢带连续热镀铝的旧设备，可以生产宽

500mm、厚0.3～0.8mm的镀铝钢带，用于制作民用火炉烟囱。但

其工艺技术落后、产品质量差、产品的价格高、生产的烟囱滞销，

最终被拆除。1965年北京黑色冶金设计院曾在北京南苑试验厂建

设森吉米尔法钢带连续热镀铝试验机组，摸索钢带连续镀铝的工

艺参数，后因故未进行工业化生产。70年代初，上海钢管厂独立

开发出镀铝钢管，可生产φ25mm以下长6m的镀铝钢管〔12〕，主要

用于石油、化工、化肥、冶金等行业。存在的主要问题是锅体腐

蚀严重、寿命短，以及镀层不够连续，有漏镀现象。