为了提高热镀锌镀层的质量和降低生产成本，热镀锌合金镀层技术近年来在国内外有了很大的发展。在锌浴中加入Mg元素，可提高镀层在大气环境和海洋环境的耐腐蚀性。由于Mg的比重轻，极易氧化，熔点（约为650℃）远高于常规锌浴温度（约为450℃），在锌浴中加Mg必须通过预制Zn-Mg中间合金来加入，目前含Mg量为3％（共晶成分）左右的Zn-Mg合金已被广泛采用， Zn-Mg合金中金属化合物相的形态、大小及在锌浴中的溶解特性会影响镀层的外观质量和耐蚀性，但关于这种合金在不同冷却速率下的凝固组织的规律还未见报道。本文系统地研究了Zn-Mg合金（2．5～3．5％，重量百分比。下同，未做特别标注均表示质量分数）在炉冷、空冷和水冷条件（分别对应0．04℃/s、1．06℃/s和36℃/s）下的凝固组织，分析了Zn-Mg合金包晶反应和共晶反应产物与冷却速率的关系。　　 通过对Zn-Mg合金凝固组织的SEM观察、EDS能谱分析和XRD分析结果表明：　　 过共晶Zn-3．5Mg合金在冷却时会先发生包晶反应，随着冷却速率的增加，由于Zn、Mg原子的扩散受到控制，合金中出现的包晶β-Mg2Zn11相会逐渐被抑制。只有在炉冷情况下，包晶β-Mg2Zn11相才能反应完全；水冷时，先共晶γ-MgZn2相完整的保留下来，并且在γ-MgZn2相周围没有发现β-Mg2Zn11相的存在，表明在冷却速率足够大的情况下，包晶反应会被完全抑制。这些先共晶MgZn化合物相在不同的冷却条件下会呈现不同的形态，炉冷时，粒子为较完整的正六棱柱体结构；空冷和水冷时，由于晶体沿着优先生长方向生长时，Mg原子的扩散补充不足，粒子呈现为中空的六棱柱体结构。　　 Zn-Mg合金在冷却时会生成片状共晶和螺旋状共晶，片状共晶由α-Zn相和β-Mg2Zn11相（Eαβ为平衡共晶）组成，螺旋共晶由α-Zn相和γ-MgZn2相（Eαγ为非平衡共晶）组成，且螺旋共晶分布在片状共晶的基体上。随着冷却速率的增加，螺旋共晶数量逐渐增多，而片状共晶数量逐渐减少。炉冷时共晶形态以片状为主，而水冷时以螺旋状为主。　　 实验结果还表明：随冷却速率增大，合金显微组织明显细化，在本实验条件下，先共晶粒子宽度d与共晶间距九与冷却速率c的关系大致符合公式：d∞c-1/2、λ∞c-1/2。　　 在Zn-Mg合金的凝固组织中，出现了特殊的螺旋共晶形态，对其生长机理进行了初步的探讨。当螺旋共晶形核时，领先相为α-Zn相，以连续长大方式进行，生长速率受溶质浓度扩散的控制，而后在其表面生长的γ-MgZn2相以二维晶核长大方式进行，会沿着界面的推进方向和台阶扩展方向生长，当沿着台阶扩展一周后，界面向前推进一个螺旋台阶间距，形成螺旋结构的特征。