铁锌相图及铁锌金属间化合物相

热浸镀锌过程是铁锌反应的过程，因此遵循铁锌相图的规律。图2-2所示为经多次修订，目前普遍采用的铁锌相图。图2-3所示为该相图的富锌端。

图2-2 铁锌相图

在铁锌相图中，存在着α、γ、Г、Г₁、δ、ζ等金属间化合物相和η相。在热浸镀锌温度（450～460℃）下，镀层中形成的组织由钢基起依次为Г相、Г₁相、δ相、ζ相及表层η相，其成分和结构参数如下：

（1）Г相（Fe₃Zn₁₀） 在782℃由α-Fe和液态锌的包晶反应生成，直接附在钢基体上，具有体心立方晶格，晶格常数为0.897nm。在常规热浸镀锌温度450℃下铁含量w_Fe为23.5%～28.0%。

（2）Г₁相（Fe₅Zn₂₁） 在550℃由Г相和δ相的包析反应生成，具有面心立方晶格，晶格常数为1.796nm。450℃下铁含量w_Fe为17%～19.5%，是铁锌合金相中最硬和最脆的相。Г₁相通常在低温长时间加热条件下于Г相和δ相之间出现。在常规热浸镀锌温度（450℃）和时间（数分钟）条件下，Γ和Γ₁相极薄，且难于分辨，一般用（Γ+Γ₁）表示，其最大厚度只能达到1μm左右。

图2-3 铁锌相图的富锌端(www.xing528.com)

（3）δ相（FeZn₇） 在665℃由Г相和液态锌的包晶反应生成，具有六方晶格，晶格常数为：a=1.28nm，c=5.77nm。450℃时铁含量w_Fe为7.0%～11.5%。在较长的浸镀时间（4h）和较高的浸镀温度（553℃）下，δ相出现两种不同的形貌，与ζ相相邻的富锌部分（δ_K相层）呈疏松的栅状结构，与Г₁相相邻的富铁部分（δ_P相层）呈密实状。δ_K和δ_P相层均具有相同的晶体结构，故统称为δ相。短时间的浸镀，仅形成单一的δ相。

（4）ζ相（FeZn₁₃） 在530℃由δ相和液态锌的包晶反应生成，是在铁含量w_Fe为5%～6%范围内形成的脆相，为单斜晶格，晶格常数为：a=1.3424nm，b=0.7608nm，c=0.5061nm，β=127°18′。

（5）η相 锌液在镀层表面凝固形成的自由锌层，铁含量w_Fe小于0.035%，其晶体结构和晶格常数与锌相同，有较好的塑性。

表2-6为热浸镀锌镀层中各相层的性质及有关数据。

表2-6 热浸镀锌镀层中各相层的性质及有关数据