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。     

加热段露点对C-Mn-Si-Al高强钢选择性氧化的影响

先进高强钢中由于含有较多的Si、Mn、Al、Cr等合金元素,导致在退火过程中合金元素容易发生选择性氧化,形成富集在表面的氧化物,显著恶化高强钢的热浸镀性能。在热浸镀模拟器上模拟研究了加热过程露点温度对一种C-Mn-Si-Al先进高强钢表面氧化行为的影响规律,并采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及辉光放电光谱法(GDOES)对退火态样品表面形貌和成分分布进行分析。结果表明:在较高加热段露点温度-10℃下,该高强钢退火后的表面被大量氧化物颗粒覆盖,随着加热段露点温度的降低,高强钢表面的氧化物颗粒逐渐减少甚至消失。进一步分析表明,随着加热段露点温度的降低,表面的Mn元素富集量也不断降低,而Al元素则倾向于在表面富集。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

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DP590热镀锌的影响

为研究退火气氛露点对DP590热镀锌行为的影响,采用SEM,XPS分析了不同露点下DP590表面氧化物的形貌和类型以及不同露点下镀层横截面形貌和界面层形貌。结果表明,露点变化会影响DP590表面氧化物形貌,表面氧化物形貌随着露点在-10℃到-50℃变化,表面氧化物密度先升高再降低;露点变化不会影响DP590表面上Cr和Mn等氧化物的类型但是会影响Si的氧化物类型,随着露点变化Si的氧化物类型发生了改变;露点变化对氧化物的影响,后续会影响Fe、Zn之间的扩散,进而镀层横截面和界面层的组织结构,随露点从-10℃到-50℃变化,Fe、Zn扩散先加快后减慢,铁锌相先增多后减少。     

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。     

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。     

H220BD超低碳烘烤硬化钢耐时效性能

采用光学显微镜观察了H220BD烘烤硬化钢在不同退火温度和不同炉内露点条件下的显微组织，对不同露点样品的表面形貌进行了光学显微镜和扫描电镜观察，并测试了不同退火温度和炉内露点的力学性能以及时效性能。结果表明：炉内露点对表面形貌和基板晶粒无影响；炉内露点低时，脱碳程度低，BH值高，时效性差；当炉内露点升高时，时效性能好，但BH值会随之降低；晶粒尺寸和烘烤硬化值随着退火温度的升高而增大，当退火温度820℃,炉内露点为-20℃时，此时BH值和时效性能达到最佳，时效性能可满足6个月以上。     

真空退火对Ti6Al4V合金离子注氧层表面形貌和结构的影响

采用等离子体基氧离子注入技术对Ti6Al4V合金进行表面处理.注入电压选取- 50 kV,注入剂量为4.5×1017 ions/cm2.氧离子注入后对注入样品进行不同温度的真空退火处理.真空退火后,样品表面形貌发生显著变化.随着退火温度增加,先后出现点状、条状缺陷和浅白色块状区.500℃真空退火后样品表面粗糙度变化不大,600℃真空退火后样品表面粗糙度急剧增加.真空退火导致注氧层中氧流失,并且不能在注氧层中析出结晶相.     

退火对高压电解电容器铝箔微量元素分布和腐蚀性能的影响

观察了经300℃和500℃附加退火并经电化学腐蚀的高压电解电容器用成品铝箔的表面结构。利用二次离子质谱仪检测了铝箔表面区Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn等微量元素的分布。结果显示，Mg在铝箔外表面的富集多于Fe、Si、Zn元素，而Cu、Mn在表面富集则很少。在铝箔始终保持95％以上立方织构占有率的前提下，500℃附加退火会造成更多微量元素富集于铝箔表面，且较均匀地分布在其上，从而导致了均匀的腐蚀结构和更高的比电容。     

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。     

电冰箱侧板用冷轧钢板锈蚀原因分析

对电冰箱侧板用冷轧薄板磷化处理前的腐蚀问题进行了研究,比较不同工艺段（清洗前,清洗后,罩式退火后和连续退火后）钢板的耐蚀性。结果表明,罩式炉退火过程中退火温度过高,退火时间过长,造成钢板表面Mn元素富集,主要成分为氧化锰,析出的氧化锰与金属Fe构成了腐蚀微电池,使钢板表面Fe原子的活性增强,从而降低钢板的耐腐蚀性。     

退火温度对热镀锌双相钢合金元素表面富集及可镀性的影响

针对两种不同成分的基板,利用连续退火模拟机研究了退火工艺对Mn、Si等合金元素在基板表面富集的影响.对大生产试制时不同退火工艺产品镀层缺陷进行了研究.结果显示,随退火温度升高和带速的降低,合金元素向基板表面富集,破坏了界面阻挡层的致密性,导致基板的可镀性降低.     

冷轧带钢表面氧化色膜层分析及成因研究

目的分析冷轧带钢表面氧化色缺陷的成分,分析氧化色形成的原因,研究减少氧化色的方法途径。方法通过实验室模拟现场退火实验,研究不同材料在不同出炉温度下对带钢表面氧化色的影响;采用X射线光电子能谱、场发射扫描电镜,对不同方式产生的氧化色进行微观形貌观察和元素分析;使用X射线衍射仪对氧化色进行物相分析。结果出炉温度是影响带钢退火后形成黄色氧化色的主要条件。实验室退火实验与生产现场生成的氧化色相同,氧化膜为黄色,由O,Mn,Fe,C等4种元素组成,主要是铁和锰的氧化物,膜层的厚度较薄约为50 nm,局部表面存在明显的Mn元素富集。结论带钢表面氧化色缺陷由氧化物组成,具有氧化色缺陷敏感性的冷轧带钢在罩式炉退火中,局部表面产生了易氧化元素Mn的富集;当出炉温度较高时,Mn元素优先被氧化形成了与正常板面不同的氧化色缺陷,氧化色的耐蚀性低于正常板面。降低出炉温度可有效减少氧化色的形成。