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大量的合金化元素對複合相高強度鋼鍍鋅性能的影響

時間:2015-4-21 16:06:18

  1前言

  為了減輕汽車重量,對汽車用高強度可成型薄鋼板的需求日益增長。為此,當前的汽車薄板研究大部分集中於高抗拉強度與高延伸率兼備的高強度鋼的開發。由於合金化元素會影響鋼的顯微組織和強度,因此正確選擇這些元素對得到這種高強度鋼而言顯得極為重要。然而,大量的合金化元素會對鋼的鋅層塗鍍造成困難,因為它們會偏析至表麵形成氧化物。
  複合相(CP)鋼具有很高的極限抗拉強度,其顯微組織包含鐵素體、貝氏體和馬氏體,還可能加上少量的殘餘奧氏體,最近,Mesplont開發了一種冷軋CP薄板。該鋼種的抗拉強度約為1000MPa,延伸率約為1o。所用的合金化元素為Cr、Mo和Si,其中,Cr和Mo是淬透性添加劑,Si用來抑製碳化物的形成。在目前的文獻中,報導了通過試驗室熱浸鍍模擬的1000MPaCP鋼的鍍鋅。試驗所用的是兩種不同成分的鋼。研究了塗鍍前的表麵狀況以及鍍層的質量和附著力。分析了生產參數,尤其是退火溫度和退火氣氛的露點。
  2試驗過程
  (1)1000MPaCP鋼的生產。生產1000MPaCP冷軋鋼的標準退火周期是再加熱至臨界區退火溫度,接著,冷卻並等溫保溫在400℃左右,高於馬氏體起始溫度(Ms)。鐵素體體積百分數及其碳含量受臨界區退火溫度和退火時間控製。在冷卻和保溫期間,部分臨界區奧氏體轉變成貝氏體。轉變成貝氏體的奧氏體體積百分數是等溫貝氏體轉變時間和溫度以及決定奧氏體中的C含量和貝氏體起始溫度(Bs)的TI的函數。在隨後冷卻至室溫的過程中,馬氏體形成,但有些奧氏體可能保持不轉變。。
  3結果與討論
  (1)鍍鋅與表麵研究。在浸鍍前用XPS研究0.3%Cr和0.5%Cr鋼的表麵。還研究了兩種退火溫度和兩種退火爐露點的影響。合金化元素Si、Mn和Cr在低露點時偏析至表麵形成氧化物。在兩種退火溫度下,表麵成分相同。溫度差別相當小,以致對合金化元素的偏析量沒有明顯影響。Cr含量為0.3%時,表麵上的Cr量較少,但對其他元素沒什麽影響。在Cr2p3峰值能的基礎上,Cr以Cr2O3的形式出現於表麵。
  在這些光譜上進行定量分析,在被分析的所有情況下,Mn/Si比等於2。這表明Si和Mn以複合2MnO?SiO2氧化物的形式出現在表麵上。
  高露點時表麵的Si、Mn和Cr較低露點時少。這種情況可以解釋為,露點較高時,氧分壓較高,有更多的氧滲入鋼中。由於合金化元素在偏析至表麵之前就被氧化,因此導致內部氧化物的形成。這種內部氧化使得表麵的優先氧化物少得多。該現象被認為可以改善鋼的浸潤性。兩種CP鋼試樣都可以在試驗室熱浸鍍模擬機中鍍鋅。在兩種退火溫度或兩種露點下,退火薄板的鍍層質量並沒有明顯的差別。0.3%Cr鋼的Zn表麵視覺外觀稍好些。
  4結語
  0.5%Cr和0.3%Cr CP鋼均可鍍鋅。但0.3%Cr鋼的表觀和Zn層附著力稍好些。在-30℃的低露點的退火爐氣氛中,Cr、Mn和Si偏析至表麵並形成複合Mn2Si04和Cr203。在+10℃的高露點下,表麵的氧化物較少。當退火爐周期始於高露點且表麵較幹淨時,即使在低露點時,浸潤性也毫無問題。磷鐵球退火溫度對連續鍍鋅也沒有影響。