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复合相高强度钢的镀锌性能
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复合相高强度钢的镀锌性能
为了减轻汽车重量,对汽车用高强度可成型薄钢板的需求日益增长。为此,当前的汽车薄板研究大部分集中于高抗拉强度与高延伸率兼备的高强度钢的开发。由于合金化元素会影响钢的显微组织和强度,因此正确选择这些元素对得到这种高强度钢而言显得极为重要。然而,大量的合金化元素会对钢的锌层涂镀造成困难,因为它们会偏析至表面形成氧化物。

复合相(CP)钢具有很高的极限抗拉强度,其显微组织包含铁素体、贝氏体和马氏体,还可能加上少量的残余奥氏体,最近,Mesplont开发了一种冷轧CP薄板。该钢种的抗拉强度约为1000MPa,延伸率约为1o。所用的合金化元素为Cr、Mo和Si,其中,Cr和Mo是淬透性添加剂,Si用来抑制碳化物的形成。在目前的文献中,报导了通过试验室热浸镀模拟的1000MPaCP钢的镀锌。试验所用的是两种不同成分的钢。研究了涂镀前的表面状况以及镀层的质量和附着力。分析了生产参数,尤其是退火温度和退火气氛的露点。
1000MPaCP钢的生产。生产1000MPaCP冷轧钢的标准退火周期是再加热至临界区退火温度,接着,冷却并等温保温在400℃左右,高于马氏体起始温度(Ms)。铁素体体积百分数及其碳含量受临界区退火温度和退火时间控制。在冷却和保温期间,部分临界区奥氏体转变成贝氏体。转变成贝氏体的奥氏体体积百分数是等温贝氏体转变时间和温度以及决定奥氏体中的C含量和贝氏体起始温度(Bs)的TI的函数。在随后冷却至室温的过程中,马氏体形成,但有些奥氏体可能保持不转变。
镀锌与表面研究。在浸镀前用XPS研究0.3%Cr和0.5%Cr钢的表面。还研究了两种退火温度和两种退火炉露点的影响。合金化元素Si、Mn和Cr在低露点时偏析至表面形成氧化物。在两种退火温度下,表面成分相同。温度差别相当小,以致对合金化元素的偏析量没有明显影响。Cr含量为0.3%时,表面上的Cr量较少,但对其他元素没什么影响。在Cr2p3峰值能的基础上,Cr以Cr2O3的形式出现于表面。
在这些光谱上进行定量分析,在被分析的所有情况下,Mn/Si比等于2。这表明Si和Mn以复合2MnO?SiO2氧化物的形式出现在表面上。
高露点时表面的Si、Mn和Cr较低露点时少。这种情况可以解释为,露点较高时,氧分压较高,有更多的氧渗入钢中。由于合金化元素在偏析至表面之前就被氧化,因此导致内部氧化物的形成。这种内部氧化使得表面的优先氧化物少得多。该现象被认为可以改善钢的浸润性。两种CP钢试样都可以在试验室热浸镀模拟机中镀锌。在两种退火温度或两种露点下,退火薄板的镀层质量并没有明显的差别。0.3%Cr钢的Zn表面视觉外观稍好些。
0.5%Cr和0.3%Cr CP钢均可镀锌。但0.3%Cr钢的表观和Zn层附着力稍好些。在-30℃的低露点的退火炉气氛中,Cr、Mn和Si偏析至表面并形成复合Mn2Si04和Cr203。在+10℃的高露点下,表面的氧化物较少。当退火炉周期始于高露点且表面较干净时,即使在低露点时,浸润性也毫无问题。退火温度对连续镀锌也没有影响。
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