退火工艺对C-Mn-Si高强钢表面选择性氧化行为的影响

研究了退火过程的露点温度对C-Si-Mn体系高强钢表面选择性氧化行为的影响规律。退火实验在带有露点控制器的热浸镀工艺模拟器上进行,采用扫描电镜和能谱仪表征退火后的样品表面特征,使用辉光放电光谱仪表征合金元素的深度分布。结果表明,随着硅含量从0.2 mass%增加到1.2 mass%,大量复合氧化物覆盖了样品外表面。随着退火过程露点温度从-50℃增加到-30℃,Mn元素倾向于向外表面富集。进一步将露点温度从-30℃提高到-10℃后,样品表面富集的Mn和Si反而减少。     

退火工艺对C-Mn-Si高强钢表面选择性氧化行为的影响北大核心CSCD

研究了退火过程的露点温度对C-Si-Mn体系高强钢表面选择性氧化行为的影响规律。退火实验在带有露点控制器的热浸镀工艺模拟器上进行,采用扫描电镜和能谱仪表征退火后的样品表面特征,使用辉光放电光谱仪表征合金元素的深度分布。结果表明,随着硅含量从0.2 mass%增加到1.2 mass%,大量复合氧化物覆盖了样品外表面。随着退火过程露点温度从-50℃增加到-30℃,Mn元素倾向于向外表面富集。进一步将露点温度从-30℃提高到-10℃后,样品表面富集的Mn和Si反而减少。     

过时效工艺对高强钢表面选择性氧化行为的影响

利用热浸镀工艺模拟器研究过时效工艺温度和气氛露点温度对C-M-Si高强钢选择性氧化的影响。使用场发射扫描电镜和能谱仪分析样品表面显微形貌以及成分,使用辉光放电光谱仪表征样品浅表层的元素深度分布,采用X射线光电子能谱仪确定样品表面的氧化物种类。结果表明:采用较高的过时效温度(350℃)和较高的气氛露点温度(-10℃),可以抑制Mn和Si在高强钢表面的选择性氧化,此时样品表面的化合物为无定型SiO_x、无定型MnO_x以及纯态Mn;随着气氛露点温度和过时效温度的降低,Mn和Si在样品表面的富集量明显增加,样品表面出现大量富含Mn和Si的颗粒状氧化物;气氛露点温度对样品表面合金元素富集峰值的影响比过时效工艺温度的影响更显著。     

先进高强钢板可镀性及内氧化模型研究进展

先进高强钢中含有大量的Si、Mn等合金元素,这些元素在退火时会扩散到钢板表面并氧化,所产生的表面氧化物降低了锌液对钢板的浸润性,影响了镀锌产品的质量。本文介绍了先进高强钢板可镀性及内氧化数学模型研究的进展,通过改变基体的化学成分、退火气氛的露点和H2 N2比例,将影响钢板可镀性的合金元素氧化控制为内氧化,改善了钢板的可镀性。     

露点对DP590双相钢表面氧化行为的影响

DP590双相钢在连续退火过程中不可避免地发生合金元素氧化现象,使用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)以及辉光放电光谱仪(GDS)对在不同露点温度下进行退火处理的DP590钢进行表征分析。结果表明:在退火过程中,随着露点温度的升高,DP590钢由外氧化转变为内氧化,钢板表面氧化程度呈现先增大后减小的趋势,数值模拟结果指出DP590钢内外氧化临界转变露点为-8.26 ℃,与试验结果相符合。DP590钢表面氧化物以锰的氧化物为主,随着露点温度的升高,Mn元素和O元素在DP590钢表面的富集峰值变化表现为先增大后减小,Si元素和Al元素的富集峰值则呈现逐渐降低趋势。XPS数据显示钢板表面形成的氧化物主要以MnO、Mn-Si-O氧化物和Si-O氧化物的形式存在。     

TWIP钢退火过程中表面氧化情况的预测

TWIP钢中由于含有大量的Mn、Si、Al、V等合金元素,导致钢板在退火过程中表面产生大量氧化物,严重影响了其连续热浸镀锌性能。采用热力学计算方法,在考虑元素的实际活度的基础上,预测了露点、退火温度、退火气氛氢气含量对表面氧化物形成情况的影响,预测结果将对提高TWIP钢镀锌性起到一定的指导作用。     

含锰冷轧钢板表面氧化物的形成规律

在连续退火过程中,保护气氛中的水汽在高温下分解为H_2与O_2,冷轧板表面的Mn等合金元素会与分解的O_2发生氧化反应生成氧化物颗粒。本文采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和辉光放电光谱仪(GDS)等检测手段研究了在连续退火工艺下钢中Mn元素含量对冷轧钢板表面氧化程度的影响以及Mn元素在冷轧板表面富集情况。结果表明,在连续退火过程中,Mn元素含量相对较高的冷轧钢板随着气氛露点的升高,钢板表面氧化形式由外氧化转变为内氧化,因此,冷轧板表面氧化程度以及Mn元素在冷轧板表面的富集程度随着气氛露点的升高呈现先增大后减小的趋势;而Mn元素含量相对较低的冷轧钢板在连续退火过程中发生内氧化,因此,冷轧板表面氧化程度以及Mn元素在冷轧板表面的富集程度随着气氛露点的升高逐渐减小。     

预镀镍层对一种C-Mn-Si高强钢选择性氧化行为的影响

目的 抑制高强钢中合金元素在表面选择性氧化.方法 在一种C-Mn-Si体系高强钢表面预先电镀100 nm厚度的镍,然后在镀锌模拟器上进行模拟退火处理.使用扫描电镜及其附属的X射线能谱仪观察分析了试样表面形貌和元素构成,使用辉光放电光谱仪研究了样品退火后表面的元素深度分布,使用X射线光电子能谱鉴定了样品退火后的表面化合物种类.结果 预镀镍样品退火后,表面存在一层疏松的镍层,少量颗粒状氧化物分布在镍层表面;而未镀镍样品退火后,则在表面晶界和晶粒中均出现颗粒分布的氧化物.延长退火时间会显著增加表面氧化物的数量,降低表面镍含量.辉光放电光谱分析表明,表面沉积的镍镀层能够抑制合金元素在表面的选择性氧化.退火10 s后,Mn元素的表面富集量减少了52％,Si元素的表面富集量减少了23％;而退火50 s后,Mn元素和Si元素的表面富集量均减少42％.X射线光电子能谱分析表明,镀镍样品表面的氧化物以不定型氧化物为主,而未镀镍样品表面的氧化物主要为晶态氧化物.结论 100 nm 厚度的预镀镍能够有效降低Si 和Mn 向外的扩散速率,抑制Si 和Mn 元素在表面的富集程度,改变表面选择性氧化产物的种类,减少高强钢表面氧化物的数量.     

退火气氛露点对3种成分体系双相钢选择性氧化的影响

以C-Mn-Si、C-Mn-A1-Cr和C-Mn-Cr-Si 3种成分体系的双相钢为研究对象,采用连续退火模拟试验研究了退火气氛露点对钢板表面合金元素选择性氧化的影响.使用辉光放电发射光谱分析了退火试样表面元素深度分布,使用扫描电镜观察了试样表面外氧化及截面内氧化形貌.结果 表明,露点对3种成分体系的双相钢合金元素选择性氧化的影响趋势一致,即露点升高后,合金元素外氧化均减少,内氧化增加.Si、Al、Cr 3种合金元素对C、Mn含量基本相同的双相钢表面的选择性氧化有不同的影响.露点-40℃退火时,含Si的C-Mn双相钢中的Mn和Si元素会同时在次表层形成少量内氧化;含Al的C-Mn双相钢仅在次表层形成Al的内氧化,从而形成了更严重的Mn元素外氧化.但当露点达到0℃及以上时,含Al的C-Mn双相钢Mn元素外氧化更少,Cr元素和Mn元素的内外氧化趋势较相似.     

合金化热镀锌C-Mn高强钢漏镀缺陷原因分析及其对策

针对合金化热镀锌C-Mn高强钢漏镀缺陷问题,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析了漏镀缺陷原因,阐述了缺陷形成的机理。结果表明:退火炉加热区的氧分压过低,引起Mn、Si等合金元素在基体表面的外氧化显著,降低了钢基体的浸润性;带钢入锌锅温度较高,加快了镀层的合金化反应进程,加剧了Fe-Zn之间的相互扩散,且由于氧化物覆盖不均匀,氧化物密度高的地方容易产生漏镀点。在实际生产中,通过降低退火炉加热区的氢气含量和带钢的入锅温度、提高锌锅自由Al含量等措施,C-Mn高强钢的合金化镀层表面漏镀缺陷得到了有效改善,质量合格率由原来的75%左右提高到了91%以上。     

退火露点对TWIP钢选择性氧化及可镀性的影响

以TWIP钢为研究对象,在不同露点和温度下进行退火-镀锌试验,采用FE-SEM、EDS能谱仪和EPMA对退火试样进行分析,并与镀锌效果对照,得到退火气氛对可镀性的影响。试验结果表明：在两种退火温度下,露点为－50 ℃时,氧势低,极少量的Mn发生外氧化,热镀锌效果较好;随着露点升高,氧势升高,表面生成更多膜状和颗粒状Mn的氧化物,可镀性变差;而氧势足够高时,致使部分Mn发生内氧化,表面覆盖少量的块状Mn的氧化物,且有Al的氧化物出现,镀锌效果最好。     

露点对连续退火0.2%C-1.5%Si-2.5%Mn高强钢选择性氧化及脱碳的影响

以成分为0.2%C-1.5%Si-2.5%Mn (质量分数)的先进高强钢为研究对象，采用连续退火模拟实验研究了露点对钢板表面Si、Mn选择性氧化以及次表层脱碳的影响。使用辉光放电发射光谱(GD-OES)分析了退火试样表面元素深度分布，使用SEM、OM观察了试样截面内氧化层及脱碳层深度，使用TEM观察了FIB制备的截面试样上Si、Mn内外氧化层的微观结构。结果表明，提高连续退火加热段和均热段的气氛露点可以促使Si、Mn由外氧化转变成内氧化，但露点过高会引起钢板次表层发生明显的脱碳，形成次表层显微硬度显著降低的铁素体层。当露点提高到临界值后，继续提高露点对进一步减少外氧化的效果有限，但是内氧化层和脱碳层的厚度会继续显著增加，因此在退火时需要选择兼顾外氧化和脱碳层控制的合适的露点范围。     

不同退火工艺对含Mn钢的浸润性影响

传统镀锌工艺已经相对成熟,但高强度的热镀锌产品仍存在很多问题。为适应汽车轻量化所需的高强镀锌基板,由于合金元素含量的增加,会对后续热镀锌产生不良影响。文章针对不同退火工艺对含Mn钢的可镀性影响进行了研究。采用自主开发的实验室模拟镀锌设备分析了Mn含量、退火时间、退火温度工艺参数对钢基表面氧化物的影响。实验表明,在热镀锌退火过程中,钢基中Mn元素会在钢基表面富集形成氧化物,同时随着退火温度的增高、退火时间的延长,表面氧化物数量明显增加。     

预氧化处理对Q&P钢表面组织及其失效行为的影响

利用热镀锌模拟设备并结合透射电镜分析研究了预氧化处理对淬火-配分(QP)钢表面组织的影响。并采用聚焦离子束(FIB)撕裂QP钢表层,分析了氧化物层的失效行为。结果表明:退火后QP钢表面组织中出现Mn O、带状非晶Si O2以及Mn-Si-O的复合氧化物。在加热阶段采用高露点,氧分压增大,可使钢中合金元素向表面富集,形成的氧化物层较薄;在退火阶段采用低露点,可使钢板表面出现还原铁层,有助于提高钢板表面润湿性。在外加载荷作用下,氧化层中SiO2位置更易开裂,且裂纹横向扩展,易造成表面层失效。     

露点温度对含铜高强钢表面选择性氧化的影响

使用镀锌模拟器模拟了高强钢的退火过程:样品在镀锌模拟器中被加热到临界温度,保温75 s后快速冷却到室温。使用扫描电镜、辉光放电光谱法和光电子能谱仪分析了样品表面的氧化行为。结果表明,高强钢表面的氧化状态受退火时露点温度的影响,采用较高露点温度(-10℃)可以明显抑制高强钢表面氧化物的形成。添加0.3 mass%的铜可以抑制表面硅和锰的氧化物形成,提高抑制效果。     

退火过程中TWIP钢表面氧化的不均匀性对三元氧化物生成的影响

TWIP钢中含有大量的合金元素,一些合金元素尤其是Mn元素在退火过程中容易在钢板表面偏聚并发生氧化,严重影响钢板连续热浸镀锌的性能。实际退火过程中较短的退火时间造成钢板表面的氧化呈现一定的不均匀性,并对之后的氧化尤其是三元氧化物的生成方式和条件造成很大影响。通过Thermo-calc热力学计算软件并结合热力学公式对TWIP钢表面在一定条件下由于氧化不均匀性造成的多种氧化情况进行分类和氧化模拟,预测结果将对实际生产中退火工艺的制定起一定的指导作用。     

退火温度和保温时间对高强IF钢氧化层的影响

通过扫描电镜(SEM)和辉光放电光发射光谱仪(GDOES)研究了退火温度和保温时间对高强IF钢氧化层的影响。结果表明:退火后,高强IF钢氧化层表面以锰和硼的氧化物为主,磷的氧化物也富集在氧化层表面,铝的氧化物主要在氧化层内部;随着退火温度的升高和保温时间的延长,氧化层表面上锰的氧化物增加,硼的氧化物减少,磷在表面的富集程度加大,铝的氧化物在钢基体内部和氧化层中均有生成。     

露点切换对高强双相钢表面选择性氧化行为的影响

通过退火气氛的露点切换的方式,采用SEM、AES、XPS等手段研究了高强双相钢的表面选择性氧化行为。结果表明,在退火升温段炉气露点0 ℃,等温段-70 ℃露点条件下,双相钢表面的氧化物数量远远少于升温段-15 ℃,等温段-70 ℃露点条件下的氧化物数量。钢板表面在升温段0 ℃,等温段-70 ℃露点条件下氧很少,表面的氧化物类型发生改变。     

扩散退火对热浸镀铝锰合金镀层组织结构及性能的影响

采用热浸镀工艺在Q235钢表面形成了Al-2%Mn、Al-13%Mn铝锰系合金镀层,对Al-Mn合金镀层进行了扩散退火处理,并分析了合金镀层的组织结构、表面形貌及抗磨料磨损性能。结果表明:经扩散退火处理后,镀层中的Fe2Al5消失,但出现了新的物相Al8Mn5及Al10Mn3;镀层表面形貌发生了较大变化,块状化合物消失,出现了瘤状物以及氧化腐蚀坑,而Al-13%Mn镀层氧化腐蚀更明显;镀层表面的硬度由830 HV增加到1100 HV左右;扩散退火不利于提高镀层的抗磨粒磨损性能。     

全氢罩式退火冷轧带钢的表面氧化色研究

目的 探究全氢罩式退火条件下,冷轧带钢表面氧化色的形成原因及影响因素,为优化全氢罩式退火工艺和消除实际生产中带钢的表面氧化色提供理论基础和实践指导.方法 使用全氢罩式退火炉研究了试验钢成分和退火温度对其表面氧化色的影响.使用X射线光电子能谱仪(XPS),并结合扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS),对试验钢表面氧化色的成分和微观形貌进行了表征.结果 退火后产生氧化色的试验钢表面附着有大量直径为100～300 nm的颗粒状氧化物,其组成主要为Mn2O3、MnO、SiO2/SiOx等.这些颗粒状氧化物使试验钢表面在宏观下呈浅蓝色.随退火温度从570℃升高到585℃,36Mn和50Mn钢产生氧化色钢卷的比例分别从1.69％和21.9％上升至6.27％和53.1％;17Mn和25Mn钢在570℃至585℃之间退火,不产生氧化色,当退火温度提高到660℃时,全部产生氧化色.结论 带钢产生表面氧化色的主要原因是,在退火过程中,发生了合金元素的表面富集和选择性氧化.在退火过程中,没有发生Fe的氧化.退火温度和Mn含量对氧化色的产生有显著影响,退火温度和Mn含量越高,越易产生表面氧化色.