热浸镀工艺对热成形钢铝硅镀层的影响

随着汽车轻量化的不断发展,热成形钢得到越来越快的发展,普通镀层已满足不了热成形工艺的要求。热浸镀铝硅钢板具有优良的耐热耐腐蚀性能、抗高温氧化性能和外观装饰性能等,得到普遍的应用。目前国内对铝硅镀层研究甚少,国内汽车制造厂使用的镀铝硅热冲压成形钢主要依靠进口。利用CAG-III热浸镀锌模拟试验机,针对不同热浸镀工艺对热成形钢板进行热浸镀铝硅试验,通过扫描电镜等手段进行表面和截面形貌观察及能谱分析。试验结果表明,铝硅镀层截面组织主要由铝基固溶体、Al-Fe-Si三元合金和Fe-Al二元合金组成,当浸镀温度为690 ℃、浸镀时间为5 s时为最优浸镀工艺。     

预合金化时间对热成形钢锌基镀层组织和成分的影响

 利用扫描电子显微镜及附属EDS能谱仪研究了不同预合金化时间对热成形钢22MnB5锌基镀层组织形貌及成分分布的影响规律。结果表明,试样在加热之后,镀层表面氧化物主要为ZnO和Al2O3;在550 ℃预合金化时,随着时间的延长,基体中的铁逐渐向镀层中扩散,镀层组成由η相、ζ相、δ相和Γ相逐渐转变为只有Γ相;奥氏体化之后,镀层中的组织几乎全部为α-Fe（Zn）,只在表面有极少的Г相;预合金化保温时间为30 min时,在900 ℃保温5 min奥氏体化后能得到质量较好的镀层。     

热处理过程中纯锌镀层的组织转变和表面氧化

采用FE-SEM,EPMA和XRD等分析了纯锌镀层在加热过程中的组织转变和表面氧化。试验结果表明:GI镀层在较低温度加热后,厚度相对原始镀层没有改变,镀层与基板界面明显,高于800℃加热后,镀层厚度大幅增加,镀层/基体界面并不清晰;500℃加热后镀层组织为ζ相和δ相;随着加热温度升高,镀层组织转变为含铁量更高的Γ1相、Γ相和α-Fe(Zn);900℃加热后镀层几乎全为α-Fe(Zn),只在表面存在少量的Γ相;镀层中的铝随着加热温度升高逐渐向镀层表面迁移,900℃加热后铝完全迁移至镀层表面,形成连续的氧化铝层;低温加热后镀层表面只有很少的Fe-Zn相和氧化物。随着加热温度升高,表面的氧和铝含量增加,锌含量降低。900℃加热后,镀层表面存在Γ相、Al2O3和ZnO。     

22MnB5钢锌基镀层加热过程中组织演变及裂纹形成

锌基镀层热冲压技术面临的一个主要问题是液体金属致脆。镀锌钢板在奥氏体化和随后的冷却过程中，基体和镀层之间由于Fe、Zn、Al等元素的扩散以及Zn的溶解、氧化和挥发，镀层的化学成分和微观组织发生一系列变化，不仅影响后续的焊接和抗腐蚀性能，而且影响冲压后裂纹的形成和扩展，因此，了解镀层组织在加热、保温及冷却过程的组织演变是探索裂纹形成和扩展机理的基础。利用试验方法对锌基镀层在加热过程中的组织演变进行研究，并对热成形过程中裂纹形成机理及如何避免裂纹进行探讨。     

热浸镀Galvalume合金工艺性能研究

用正交试验法研究了还原法热浸镀中合金主要成分铝、硅含量,浸镀温度、保温时间、钢带入水温度等对镀层附着强度、微观组织、表面质量、浸镀效果(漏镀情况)的影响,得出获取良好镀层质量的最佳工艺条件和参数.     

连续热浸镀铝硅钢板镀层微观结构研究

 热浸镀铝硅钢板具有优良的耐热性、耐腐蚀性、耐高温氧化性,目的是研究铝硅镀层钢板的镀层微观结构和性能。利用热镀锌模拟器在实验室条件下制备了热浸镀铝硅镀层钢板,通过扫描电镜、电子探针对镀层的微观组织结构、镀层中元素的平面分布进行了观察,利用X-射线研究了铝硅镀层的物相组成,利用盐雾试验研究了镀层钢板的耐腐蚀性能。结果表明,铝硅镀层由占主要富铝的树枝晶、树枝晶间的铝硅二元合金、铁铝界面层及分布于基体中的块状相组成,镀层组织均匀,结合较好,耐蚀性优良。     

退火工艺对Nb-Ti-IF钢组织和织构的影响

以典型成分Nb-Ti-IF钢冷轧硬卷为研究材料,结合连续热镀锌线工艺特点,系统研究了退火工艺对试验钢组织和织构的影响.研究结果表明,退火加热温度在720 ℃以上时为完全再结晶组织,加热温度在720～840 ℃间变化时,铁素体晶粒度在10.0级左右,加热温度为880 ℃时,铁素体晶粒度为9.0级;随加热温度的升高,试验钢的硬度下降,当加热温度为920 ℃,因保温后快速冷却得到非等轴组织,虽然组织粗化,但硬度却有所提高;当加热温度为840 ℃时,保温时间在30～60 s间变化时,铁素体晶体尺寸变化较小,但当加热时间从30 s增加到45 s时,显微硬度明显降低,加热时间进一步增加到60 s时,显微硬度变化不大.试验钢退火后具有较强的{223}<110>和{114}<110>织构,且退火工艺条件对它们的影响较小,随着退火温度的升高,{554}<225>、{111}<112>和{111}<110>等组分的取向密度增加趋势较明显.     

热浸镀Galvalume合金工艺性能研究

用正交试验法研究了还原法热浸镀中合金主要成分铝、硅含量,浸镀温度、保温时间、钢带入水温度等对镀层附着强度、微观组织、表面质量、浸镀效果(漏镀情况)的影响,得出获取良好镀层质量的工艺条件和参数选择.     

加热气氛对一种C-Mn-Si-Al高强钢选择性氧化的影响

为了研究局部露点技术在含铝高强钢上应用的潜力,采用热浸镀工艺模拟器研究了加热过程的露点温度对一种C-Mn-Si-Al高强钢选择性氧化的影响。加热过程中的露点温度设置为-10、-20和-50℃,而在保温过程中的露点温度为-50℃。采用SEM/EDS表征了退火后试样表面的氧化形貌和元素质量分数,使用GDOES分析了退火试样表层的元素深度分布,采用XPS分析鉴定了试样表面的氧化物种类。试验结果表明,使用-10℃露点温度加热时,试样表面氧化轻微,铝元素出现明显内氧化现象。随着加热过程露点温度降低到-50℃,试样表面出现较多富含锰和铝的氧化物。因此,加热过程中较高的露点温度可以抑制合金元素向外表面的富集,减少试样表面的氧化物数量。     

使用温度对镀铝锌合金镀层微观结构的影响

采用金相显微镜和电镜研究了铝锌合金镀层钢板在不同温度条件下使用的镀层微观结构.结果表明:在300～450℃的温度范围内长时间使用,镀层表面颜色虽没有变化,但随温度的提高枝晶裂纹逐渐扩展,扩散生成的Al-Si-Fe合金层逐渐由断续分布到连续分布,厚度增加,以致镀层与钢板基体开裂、剥落,耐蚀性能降低.500℃时,镀层很快全部合金化和氧化变色,镀层鼓泡,完全丧失耐蚀性能.     

42CrMo钢表面脱碳行为研究

利用S60/58507型高温热重分析仪研究了加热温度对42CrMo钢脱碳的影响，分析了脱碳组织形貌规律，对传统脱碳模型进行了修正。结果表明，总脱碳深度随加热温度的升高而增加。当加热温度为900℃时，42CrMo钢表面出现完全脱碳层和部分脱碳层，当温度为950℃及以上温度时，42CrMo钢表面只出现部分脱碳层。部分脱碳层中铁素体沿晶界分布，形成网状铁素体组织。由于合金元素的作用，传统的脱碳模型不能适用于42CrMo，修正之后的模型能够较为准确地预测42CrMo钢的总脱碳深度。     

热基镀锌双相钢的组织性能与表面质量

 为了解决汽车用热轧和酸洗双相钢存在的耐蚀性不足问题,开发了一种热基镀锌铁素体贝氏体双相钢。利用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了工艺参数对铁素体贝氏体双相钢组织性能的影响,并评价了最优退火工艺下双相钢的表面质量。结果表明,热轧钢板的显微组织主要由铁素体和贝氏体组成,贝氏体体积分数为13.3%。当在620~700 ℃之间均热时,贝氏体分解形成渗碳体,随均热温度由620升高至700 ℃,贝氏体体积分数由10.1%下降至6.6%;均热温度在740 ℃及以上时,渗碳体消失,随均热温度由740 ℃升高至820 ℃,贝氏体体积分数由17.2%下降至10.7%。在冷却及镀锌过程中,试验钢中析出纳米级NbC或(Nb,Ti)C复合粒子。随均热温度升高,试验钢屈服和抗拉强度先升高后降低,断后伸长率和扩孔率先降低后升高。均热温度对力学性能和扩孔率的影响,主要是基于对渗碳体形成、贝氏体体积分数及组织硬度差的影响。在780 ℃均热时,可获得屈服强度520 MPa、抗拉强度606 MPa、断后伸长率22%的优异力学性能。此外,试验钢的局部成形性能同样优异,扩孔率达到107%,180°横纵向折弯的最小相对弯曲半径为0。采用预氧化和炉内加湿相结合工艺,提高了钢板可镀性。进行热轧小凸度、酸洗及镀锌光整大轧制力控制,有助于获得较高镀层厚度均匀性。     

奥氏体化温度对40CrNiMo钢组织和性能的影响

详细研究了奥氏体化温度对中碳调质钢40CrNiMo的淬透性、以0.7 ℃/s淬火后组织及调质处理后组织和性能的影响。研究结果显示,随着奥氏体化温度从800提高至1 000 ℃,材料的淬透性逐渐增加,尤其是当奥氏体化温度提高至950 ℃以后,淬透性增加幅度显著变大。当奥氏体化温度为800 ℃时,组织中存在相对多的铁素体,使得淬火后材料的硬度较低,但回火后具有最佳的韧性;奥氏体化温度为900 ℃时,高温回火后试样具有最高的强度,但塑性较低。随着奥氏体化温度的升高,材料的断裂机制发生明显变化,拉伸断裂均为典型韧性断裂,断口均为韧窝组成,而冲击断裂逐渐由韧窝断裂方式转变为解理或准解理断裂方式,当奥氏体化温度超过900 ℃后,断口形貌以典型河流花样为主。     

热轧加热温度对3.0 %Si无取向硅钢组织及析出物的影响

研究了热轧加热温度对Si的质量分数3.0 %的无取向硅钢的热轧和常化组织及析出物的影响规律。结果表明：热轧组织沿厚度方向存在组织梯度、析出物呈球状和不规则形状分布在晶内;随着热轧加热温度的提高,中间层纤维状变形带宽度变窄;加热温度为1 150 ℃时,小于100 nm的AlN析出粒子数量增加。热轧板经900 ℃常化后,为完全再结晶铁素体组织,组织均匀性提高、析出物聚集和粗化;提高热轧板加热温度,常化组织的平均晶粒尺寸降低,大于100 nm的析出物和20~100 nm的 AlN、AlN+Ti复合析出相数目逐渐增多。     

淬火温度对30CrNiMoV钢板组织和性能的影响

试验研究了30CrNiMoV钢板经不同奥氏体化温度加热淬火并在200℃回火后的组织和力学性能。结果表明:30CrNiMoV钢在790~930℃范围内淬火、200℃回火后,均能保持正常的板条马氏体组织,实际晶粒度保持10级,钢板具有良好的综合力学性能以及冷弯工艺性能,其抗拉强度不低于1 650MPa,伸长率不低于10%,并能承受90°冷弯成型。实际生产中,在设定淬火加热温度时应考虑不同厚度的钢板在加热出炉后存在不同降温,应使钢板在喷水冷却开始时,其实际温度不低于790℃,但最高加热温度应不超过930℃。     

基于镀锌的Q/P工艺对钢组织与性能的影响

基于热镀锌的工艺特点制定Q/P热处理工艺,研究了奥氏体化温度及配分时间对组织和性能的影响。结果表明,随奥氏体化温度从800升至900℃,Q/P处理后组织中铁素体量减少,马氏体和残余奥氏体量增加,钢的屈服强度、抗拉强度均升高,伸长率降低,900℃奥氏体化时钢的强塑积最高。在460℃配分10、30、60s时,随着配分时间延长,组织中马氏体发生回火且发生大量贝氏体转变,造成Q/P处理后残余奥氏体量减少,使钢的抗拉强度、伸长率和强塑积均下降。     

普通取向硅钢生产工艺和磁性的研究

研究了普通取向硅钢(/%:0.03～0.05C、3.0Si、0.065～0.080Mn、0.004～0.007P、0.018～0.025S、0.02Cu)2.20～2.30mm热轧板经二次冷轧和中间退火生产0.30mm板的工艺过程。重点分析了化学成分(C、Mn、S、P)、加热温度(1350～1400℃,1200~1320℃)、常化工艺、二次冷轧压下率(56%～62%)和二次再结晶温度(900～1000℃)对普通取向硅钢铁损P₁₇和磁感应强度B₈的影响。结果表明,化学成分,加热温度和二次再结晶温度对普通取向硅钢的磁性能影响较大,常化工艺和中间板厚对钢的磁性影响不显著;普通取向硅钢合适的主要成分的范围为(/%):0.03～0.05C、2.9～3.1Si、0.05～0.10Mn、0.015～0.03S,热轧加热温度～1380℃,终轧930～960℃,二次再结晶温度～950℃。     

工艺参数对800 MPa热镀锌双相钢组织性能的影响

 在实验室试制了低Si 的C Mn Cr Mo系的800 MPa级冷轧热镀锌双相钢,研究了卷取温度、退火温度、退火时间等工艺参数对双相钢微观组织和力学性能的影响。试验结果表明：试验用钢在820~850 ℃退火,保温100 s以上,抗拉强度可以达到800 MPa级以上。随着退火温度的升高,强度升高,但综合性能以退火温度为820 ℃时为最佳。在820 ℃退火时,随着保温时间的增加,双相钢的强度显著增加,当保温时间超过100 s以后,强度增加缓慢。690 ℃高温卷取有利于获得最终力学性能良好的双相钢组织。     

硅质量分数对CSP生产DP600相变规律及工艺的影响

基于C Si Mn Cr Mo系600 MPa级热轧双相钢的组分，设计了不同硅质量分数(0.55%和1.17%)的两种试验钢。采用Gleeble 3500热模拟试验机测定了两种试验钢的连续冷却转变曲线，分析了硅质量分数对试验钢连续冷却过程中组织转变的影响，并研究了硅质量分数对短流程生产中温卷取型热轧双相钢生产工艺的影响。结果表明，相对于w(Si)=1.17%，w(Si)=0.55%使铁素体开始转变温度降低40~50 ℃，明显缩短了铁素体转变的孕育期，并增加了铁素体的体积分数。在CSP线上生产时，低硅钢的终轧温度可控制为820~830 ℃，低的终轧温度使铁素体相变时间增加2.2 s左右，铁素体转变量增加，且后续相变过程中可避免非马氏体组织的出现。因此，低硅钢适合在CSP短流程线上生产中温卷取型热轧双相钢。