先进镀锌高强钢中液态金属脆化的研究进展及挑战

先进高强钢广泛用于汽车车身结构,能够在保证车辆安全性的同时使整体车身减重,满足节能减排的要求,在汽车轻量化方面已凸显出巨大的应用潜力.通常汽车用高强钢板需要进行表面镀锌处理以提高车身结构的抗腐蚀能力.但镀锌高强钢板在点焊过程中容易产生液态金属脆化,降低焊接接头的承载性能.镀锌热成形高强钢在热成形过程中也会产生液态金属脆...     

液态锌对固态金属腐蚀相变的研究

液态Zn对低碳钢及Fe2Al5腐蚀相变过程的研究表明,该腐蚀是由原子扩散引起的、由相平衡推动的相变过程所引起的固态金属的定向熔化过程。在液态Zn与固态金属不形成中间相的腐蚀条件下,液态Zn对纯金属及其固溶体的腐蚀为"溶解型腐蚀",固态金属被液态Zn直接熔化;在液态Zn与固态金属形成中间相(或固体本身就是中间相)的腐蚀条件下,合金的腐蚀为"瓦解型腐蚀"。腐蚀相变规律遵循:腐蚀区域成分的变化对应于腐蚀温度下合金相平衡。     

脆性温度区工艺对中厚板裂纹的影响

为了解和认识中厚板连铸坯高温脆化及内裂纹的形成、扩展的机制,对某些代表钢种进行60 0～1 0 5 0℃温度范围高温拉伸试验,测试试件断裂时的断面收缩率,作出脆化曲线,并分析热加工过程中化学成分、工艺参数等与高温区金属脆化行为的关系。为改进连铸工艺制度,在再加热及轧制过程中预防裂纹的危害性提供重要的参考依据。     

铝镇静钢板坯表面裂纹产生原因的分析

铝镇静钢板坯表面裂纹的产生是由于从钢锭轧制板坯时．先共析铁素体和ＡＩＮ已经沿原奥氏体晶界析出，脆化了奥氏体晶界，造成沿晶断裂。同时，由于钢锭表面冷区和中心热区之间存在热应力，以及钢中的相变应力和枝晶间显微偏析，加速这种断裂。降低加Ａｌ量，或用Ｔｉ代替部分Ａｌ脱氧，可以消除这种缺陷，最后指出，连铸板坯在大于９５０℃条件下矫直，不产生表面横向裂纹。     

GH761合金模锻件裂纹分析

采用低倍、断口、高倍观察等方法，对ＧＨ７６１合金模锻盘件内缘裂纹进行研究，观察了裂纹形貌，裂纹形成与扩展的特征及其组织变化等，认为裂纹产生于最后一道工序之中，这是由于在模锻的热加工过程中，可能加热温度较高，同时局部的变形量较大，由于变形热效应使局部温度回升较高，从而引起组织过热，晶粒急剧长大，晶界脆化而产生鲜明纹应使局部温度回升较高，从而引起组织过热，晶粒急剧长大，晶界脆化而产生裂纹。     

SS400铝镇静钢连铸板坯角横裂纹成因及对策

针对SS400铝镇静钢连铸板坯的角横裂纹缺陷问题,研究了铸坯的高温力学性能、铸坯在矫直区内的角部温度,同时对铸坯角横裂纹缺陷试样进行了金相分析并对裂纹表面进行了SEM观察.研究分析认为对于SS400铝镇静钢,在800 ℃左右,奥氏体向铁素体转变引起的晶间脆化以及在更高温度开始析出的AlN对晶界的脆化降低了钢的延塑性,使得铸坯在这一温度附近矫直时导致角部出现沿晶开裂.在对连铸机二冷喷嘴水量分布研究的基础上,通过更改二冷喷嘴的位置和排布方式,减弱了对铸坯角部的冷却,从而有效地避免了角横裂纹缺陷的发生.     

组织缺陷对金属铍室温断裂行为的影响规律研究

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子探针(EPMA)对比分析综合机械性能良好和零延伸率的金属铍材室温拉伸断口形貌和微观组织,研究金属铍室温断裂行为,并着重分析微观组织缺陷对金属铍室温断裂行为的影响规律。结果表明:金属铍室温拉伸断口形貌表现为准解理的断裂特征。解理裂纹形核后,裂纹扩展不受阻挡,表现为完全的脆性,因此铍材有限的延伸率主要来自于微裂纹形核阶段。铍材内部存在的杂质相汇聚区、片状晶体疏松和孔洞等组织缺陷,相当于在铍材内部预制一定尺寸的微裂纹,一旦微裂纹尖端形成,这类缺陷就会成为解理裂纹晶核,使铍本身的屈服过程不能发生,是降低铍材延伸率的主要原因;致密的大颗粒杂质相与基体失配、或在局部区域出现的粗晶粒与周围细晶粒不匹配,均易在铍材内部造成应力集中,也是降低铍材延伸率的原因。另外,当杂质相在晶界形成连续薄膜状晶界组织,导致铍材晶界结合强度降低,引起晶界断裂,造成铍材延伸率降低。     

连铸坯裂纹缺陷与高温脆化特性的研究

<正>在连铸坯的缺陷中,各种表面和内部的裂纹占了相当大的比例。裂纹的发生多与钢的高温特性及凝固过程各种力学行为有关。所谓钢的高温脆化特性是指高温铸坯的韧性特征或脆化倾向。高温下铸坯的塑性和强度变化可以分成两个脆化区:a.1300℃到固相线温度范围内的高温脆化区。该区延展性的降低是由于晶粒间析离出液相膜引起的,特别是硫化物Fe S和Mn S以及磷和其它易偏析元素都将促使形成这种低熔点相。b.700~     

锌基镀层热冲压钢研究进展

介绍了近年来锌基镀层热冲压钢的研究进展,详细叙述了锌基镀层热成形钢镀层在奥氏体化过程中的组织变化和加热工艺对镀层组织、表面高温氧化的影响规律,并对锌基镀层热冲压过程中的裂纹形成机理进行了分析。现有研究表明,合理控制热冲压工艺窗口时可以消除液态金属脆性(LME)导致的宏观裂纹,同时可以控制镀层表面氧化,对耐蚀性和涂装性能有利。疲劳测试则表明,10μm的微观裂纹不会对材料基体的疲劳极限产生显著影响。     

液态金属电磁成形的理论模型

对液态金属电磁成形的物理和数学模型进行了分析,提出了双频电磁成形的方法（利用两种频率的电磁场实现固态金属无接触加热熔化和熔化后的金属无模壳电磁成形）和原理。在分析液态金属电磁成形理论模型的基础上确认Ｌ：作用在液态金属表面的电磁压力和加热密度主要取决于其表面上磁场的大小以及磁场在液态金属中的分布规律。最后分析了复杂开关液态金属电磁成形数值计算中存在的难点和解决方法。     

厚板生产中对氢含量的控制

当钢中一定数量的氢达到一个临界值时就会产生各种类型的裂纹 ,这种现象是由于过多的内部氢压力以及与裂纹形成有关的材料缺陷例如非金属夹杂物造成的。因此可以通过避免过量的氢或者提高裂纹临界值来防止裂纹形成。在特定的应用中 ,钢中氢含量可能由于腐蚀反应例如在潮湿的 H2 S环境中 ,在金属表面产生原子氢的吸收和扩散使钢中氢含量增加。这种现象能够产生氢诱导裂纹 HIC。其破坏机理以及防止氢诱导裂纹的主要方法详述如下 :1　前言钢中氢是有害的 ,其破坏机理是铁中氢的溶解行为 ,液态铁中氢的溶解度比在固态铁中高 (见图 1 ) ,由于液…     

S355NL钢矩形铸坯角部横裂纹的分析与控制

针对S355NL钢连铸过程中铸坯角部产生的严重横裂纹缺陷,通过光学显微镜、扫描电镜等对铸坯角部横裂纹形貌特征、微观组织及析出进行分析,结果表明:微合金元素的碳氮化物、夹杂物在低温下沿奥氏体晶界析出,脆化了晶界,降低了强度,在受到应力作用时,造成应力集中,是角部横裂纹产生的主要原因。采取提高铸坯表面温度及其均匀性、降低钢中氮含量、减少夹杂物含量等措施,解决了铸坯角部横裂纹缺陷问题。     

加热时间对镀锌高强钢板液态金属脆性的影响

电阻焊接技术是汽车车身结构和零件拼接的主要连接技术。但是镀锌高强钢板材在电阻焊接过程中会发生液态金属脆现象，造成焊点开裂。为了改善DH980镀锌高强钢板的液态金属脆性断裂难题，研究了加热时间对DH980镀锌高强钢板拉伸脆性断裂的影响机理。采用高温拉伸试验模拟镀锌高强钢板电阻焊接的过程，在800℃下分别对镀锌高强钢和不镀锌高强钢进行拉伸试验。试验结果表明，镀锌高强钢试样的抗拉强度小于不镀锌试样的抗拉强度。在800℃下对镀锌高强钢试样分别保温10、20、30、40 s后拉伸，发现保温10、30、40 s的试样的抗拉强度比不保温试样的抗拉强度大。使用扫描电子显微镜观察拉断后样品的微观相貌和镀层变化情况，发现拉断后的试样的镀锌层主要由α(Zn)+L相和α(Zn)相组成。α(Zn)+L相为α(Zn)与液态锌的混合相，使得镀锌高强钢在拉伸试验过程中存在液态金属。同时，镀锌高强钢试样收到拉伸应力的作用，满足了液态金属脆现象发生的条件，即存在液态金属且钢基体受到拉伸应力的作用。因此在800℃下对DH980镀锌高强钢进行拉伸试验会发生液态金属脆现象。随着保温时间的延长，靠近钢基体位置的α(Zn)+L相逐...     

低熔点元素铋对钢脆化行为的影响

 为了探明钢中低熔点元素铋在切削加工和高温变形生产过程中的“两面性”作用,借助切削加工试验、高温热塑性试验及微观组织结构分析,研究了不同温度范围内铋对钢脆化行为的影响。结果表明,在切削加工过程中,低熔点元素铋对钢的脆化作用,使铋易切削钢易于形成对切削加工有利的“C形”脆性屑,从而获得优良的可切削加工性能,该脆化行为主要与钢中铋的液态金属脆化作用有关,显著降低钢在铋熔点温度附近的塑性。在高温变形温度区间,低熔点元素铋对钢脆化行为的影响,主要与奥氏体晶界上铋膜的偏聚有关,脆化晶界,显著降低钢在1 000 ℃及以下试验温度时的热塑性。     

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。     

锌阴极电解—真空蒸馏法制取金属钕

本文在40A级电解槽中研究了用合金化阴极方法在氯化物熔盐中电解制取Nd-Zn合金及真空蒸馏Nd-Zn合金制备金属钕的工艺;并用电化学方法研究了钕在液态锌或固态钼阴极上还原的阴极过程,得出制取Nd-Zn合金的最佳工艺条件。电解过程中金属钕的电流效率为92～99％,直收率为86～95％,Nd-Zn合金中含钕达10～50wt％。用真空蒸馏Nd-Zn合金制得的金属钕纯度为96～98％。     

X80级管线钢热影响区的局部脆化

研究了国产X80级管线钢热影响区的冲击韧性和组织的局部脆化.结果表明,该钢的焊接热影响区的冲击韧性较母材降低50%以上;在所研究的20～-40 ℃温度区间内,其断口的宏观形貌特征从部分脆性特征转变为完全的脆性断口;20 ℃放射区断口呈现韧性断裂和解理断裂共存的混合型断口,并且试验温度为20 ℃和0 ℃时,分别在放射区和纤维区可观察到微观裂纹;热影响区断口表层剖面组织为粒状贝氏体,显示出粗晶区的特征.裂纹扩展方向为沿晶界扩展,粒状贝氏体中M/A岛尺寸增大,并存在裂纹穿过岛状物的现象,这是晶界严重脆化的结果.     

球状金属颗粒在流动熔体中熔化过程的数学模型

针对冶金过程中常涉及到的固态金属在液态金属中的熔化过程建立数学模型,用焓法描述相变过程,采用有限体积法,对过热熔体中球状金属颗粒熔化过程及其影响参数进行研究.结果表明,金属颗粒的熔化受颗粒初始温度、熔体过热度以及熔体流动强度的影响.熔体流动对相变影响作用较大,受周围流体对流强度的影响,颗粒从表面凝固壳形成到熔化过程呈现非均匀性,在靠近上游的颗粒前端以及下游尾迹处颗粒熔化速度较快,而颗粒边缘熔化速度较慢.     

平板撞击试样热愈合处理内裂纹形态研究

平板撞击试样内裂面呈锯齿状。在本文中，愈合处理采用了整体愈合、剖分愈合及高温显微镜下原位加热愈合等方法。在实验中，观察到锯齿状内裂面的逐渐消失、退化现象及高温显微镜下裂纹边界棱角的钝化现象。作者认为，锯齿状内裂面的退化和边界棱角的钝化是高曲率、高表面能引起该处原子向周围扩散的结果；高温显微镜的原位加热愈合方法无法对特殊三维形态的内裂纹愈合过程进行真实、全面的观察。此外，还从热动力学角度，对平板撞击试样内裂纹愈合形态的演化进行了分析。     

高碳钢盘条在拉拔前发生脆断的原因分析

通过SEM电子显微镜观察了不同牌号的高碳钢盘条在使用前或机械剥壳过程中发生脆断的断口形貌,利用光学显微镜检验了脆断盘条断口处对应的金相组织,分析了盘条发生脆断的原因。结果表明,盘条在吊装或运输过程中,由于碰撞或摩擦等机械外力作用造成盘条表面局部金属发生剧烈变形,导致盘条表面组织发生变化,形成应力集中从而诱发裂纹,最终造成盘条在使用前或机械剥壳过程中发生脆断。