连续退火镀锌气氛中氢含量对Mn-Si双相钢表面选择性氧化的影响

应用SEM、EDS和XPS研究了退火气氛氢含量对Mn-Si双相钢退火后表面氧化物形貌的影响。结果表明,Si在晶界有明显的偏析,晶界处生成的氧化物为SiOx,晶内生成的氧化物主要为MnO和Cr2O3。随着气氛中氢含量的增加,双相钢表面的晶内氧化物数量逐渐增多,而晶界处偏析的氧化物带由粗大变为细小。利用H.J.Grabke理论模型解释了上述现象。     

氢气含量对热镀锌低硅双相钢的表面氧化物形貌及可镀性的影响

利用自行研制的镀锌模拟设备,研究了氢气含量对于热镀锌低硅双相钢在连续退火镀锌后的表面氧化物形貌及抑制层的影响,并用SEM和XPS等手段进行了微观分析。结果表明:表面氧化物主要为MnO和Cr2O3,随着氢气含量的增加,氧化物数量和尺寸大小增加,但并没有影响氧化物的种类。随着氧化物数量和大小的增加,热镀锌后双相钢表面生成的抑制层质量下降。抑制层晶粒变得粗大,抑制层中出现空隙。     

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.     

Mn含量对1000 MPa级建筑钢表面氧化行为的影响

选取三种Mn含量不同的建筑用1 000 MPa级钢,在相同的条件下进行退火镀锌处理,观察表面氧化物形貌、分析氧化行为,研究Mn含量对1 000 MPa级别建筑钢表面质量的影响。结果表明:Mn含量对1 000 MPa级钢表面质量有影响,钢的表面有氧化物析出;当Mn含量为0.75%和0.85%时,对钢表面抑制层影响不大;当Mn含量为0.95%时,钢表面质量变差。     

低C高Si高Mn合金高温氧化动力学及形貌特征分析

研究低C高Si高Mn钢氧化皮随温度的变化,对Fe2SiO4和基体外侧氧化物的分布、形貌进行观察。结果表明,850～960℃时Fe2SiO4在Fe1-xO层中呈颗粒状均匀分布,随着温度升高致密化,呈层状分布,1140℃时首次观察到Fe2SiO4呈岛状分布,1200℃时变成网状分布。基体中Si、Mn元素在850～960℃时先在晶界处氧化,形成网状氧化物,随着温度升高,氧化物在三角晶界处发生球化。     

DP980表面氧化物对胶接性能的影响

目的 明确高强钢DP980表面氧化物的组成及含量对胶接性能的影响规律,从而改善双相高强钢的胶接性能。方法 通过采用1%(质量分数)的醋酸溶液对双相高强钢DP980表面进行不同时间的酸蚀处理,结合扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对高强钢表面氧化物的微观形貌进行观察,通过电子探针(EPMA)表征酸洗前后高强钢表面元素分布变化,采用辉光放电发射光谱仪(GDS)对不同酸洗时间处理的高强钢表面元素的含量随深度变化进行分析,同时通过对Si、Mn元素的高分辨X射线光电子能谱(XPS)分峰拟合,表征高强钢表面不同氧化物成分。通过接触角测试分析酸洗处理对高强钢表面润湿性的影响。最后对不同酸洗时间处理的高强钢进行了胶接试验,探究高强钢表面氧化物含量、形貌及种类对胶接性能的影响规律。结果 DP980表面存在Si、Mn、O元素的富集,其中氧化物以SiO_x、Mn₂SiO₄、MnSiO₃、MnO等形式存在。随着酸洗时间的延长,DP980表面氧化物尤其是Si Ox含量显著降低,颗粒尺寸明显减小,同时表面纳米尺度...     

高强双相钢表面选择性氧化行为对磷化性能的影响

目的确定高强双相钢表面Si、Mn元素选择性氧化行为对磷化性能的影响,以改善高强双相钢的磷化性能。方法在具备不同表面选择性氧化行为的试样表面制备磷化膜。采用X射线光电子能谱仪(XPS)、辉光光谱仪(GDS)、透射电镜(TEM)等手段,分析高强双相钢表面Si、Mn元素的选择性氧化行为,通过扫描电镜观察磷化膜的结晶状态,并采用电化学技术分析钢板在磷化液中的反应过程。结果当高强钢表面Si含量较少时,表面氧化物主要以弥散分布的小颗粒状Mn Al_2O_4形态存在,能够加快在磷化液中酸蚀反应速度,磷化晶粒均匀、致密,尺寸小于4mm,覆盖率为100%。当高强钢表面Si含量较高时,形成的Mn_2SiO_4容易在晶界聚集,颗粒尺寸较大,减慢了酸蚀反应速度,磷化晶粒尺寸大于8mm,均匀致密性差。而提高材料表面Mn元素的富集程度,可以减轻Mn_2SiO_4聚集的现象,提高酸蚀反应速度,磷化晶粒均匀、致密,尺寸小于4mm,覆盖率100%。结论减轻双相高强钢表面Si元素的富集程度,而提升Mn元素的富集程度,可以加快钢板在磷化液中的酸蚀反应,进而改善磷化性能。     

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。     

连续退火对汽车用高硅双相钢组织及力学性能的影响

通过研究汽车用高Si双相钢在连续退火过程中组织及力学性能的变化,重点分析了退火温度对双相钢性能的影响规律。结果表明,试验钢在连续退火后,铁素体晶界上出现均匀分布的岛状马氏体和粒状残余奥氏体组织;随着退火温度的升高,试验钢的抗拉强度先升高后降低,当退火温度为785℃时,钢的综合力学性能较高。     

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。     

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.     

不同Al含量Mo(Si_(1-x),Al_x)_2材料的高温氧化行为

以MoSi2、Mo和Al粉末为原料,采用真空热压烧结制备不同Al含量的Mo(Si1-x,Alx)2材料,考察Al含量对MoSi2材料微观结构和高温氧化行为的影响。结果表明,当x=0和0.05时,Mo(Si1-x,Alx)2材料主要由呈C11b结构的MoSi2组成;当x=0.1时,该材料主要由呈C40结构的Mo(Si0.9,Al0.1)2和MoSi2组成;当x=0.2~0.4时,该材料由呈C40结构的Mo(Si1-x,Alx)2相组成。随着Al含量的增加,Mo(Si,Al)2晶格膨胀增大。1200℃氧化时,不同Al含量Mo(Si1-x,Alx)2材料的氧化动力学均呈抛物线规律;Mo(Si,Al)2中Al含量越高,氧化增量越大,抗氧化能力越低。当x=0和0.05时,材料表面氧化生成了连续致密的SiO2氧化膜;当x=0.1时,氧化层由SiO2·Al2O3混合氧化膜组成;当x=0.2~0.4时,材料表面氧化生成连续的Al2O3氧化膜。由于Si和Al的扩散,氧化膜与Mo(Si1-x,Alx)2界面处形成了Mo5(Si,Al)3过渡区。     

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。     

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。     

预氧化对第三代汽车钢热浸镀锌的影响

研究了预氧化对第三代汽车钢表面氧化状态及镀层界面的影响。用Wagner理论和Grabke H. J.发展的内外氧化模型分析了预氧化对第三代汽车钢氧化行为的影响。结果表明：预氧化可明显改善第三代汽车钢的表面氧化状态以及界面相的生长状况。经预氧化后的钢板表面氧化物颗粒比未经预氧化退火的钢板表面氧化物颗粒少很多。不同退火条件退火后钢基体表面氧化物经XPS分析都为MnO, MnO₂和Cr₂O₃,表明预氧化对第三代汽车钢表面氧化物种类无影响。未经预氧化的热浸镀锌板镀层界面抑制层颗粒生长不充分,未形成连续的抑制层,而经预氧化的热浸镀锌板界面抑制层颗粒相互之间衔接紧密,几乎都组成了连续且致密的抑制层。     

均匀化退火对超高纯AlSi1铸锭反偏析和显微组织的影响

针对超高纯AlSi1铸锭存在的Si含量反偏析现象,尝试用530℃×8h均匀化退火以降低反偏析程度.采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测量均匀化退火前后Si的质量分数,比较Si含量的变化；同时,采用光学显微镜、扫描电镜观察晶粒变化以及Si的状态、分布变化.结果表明,均匀化退火后晶粒变大,晶界连续、清晰；晶粒范围内Si固溶到基体中,重新析出呈细小均匀分布,宏观偏析(反偏析)程度有所降低,但不够明显；均匀化退火对抑制铸锭反偏析的效果并不理想.     

退火气氛对中锰合金钢热浸镀锌的影响

观察并研究了不同氧势的退火气氛对中锰合金钢表面氧化物状态和热浸镀锌性能的影响。用合金元素内外氧化理论分析了不同氧势对氧化物形貌的影响,并进一步通过钢板表面氧化物脱落理论以及Bellhouse曾提出的Zn桥理论分析了不同氧化物形貌对热浸镀锌的影响。结果表明:退火气氛中氧势较低时,钢板表面氧化物为颗粒状,较高时以玻璃质的膜状为主,并有部分颗粒状氧化物夹杂。颗粒状氧化物形貌表面更有利于热浸镀锌的发生,其热浸镀板抑制层颗粒出现了分化,有些区域晶粒细小而致密,而有些区域晶粒粗大而稀疏;但玻璃质的膜状氧化物表面热浸镀板抑制层颗粒细小且不连续,生长不充分。     

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.     

退火工艺对热镀锌440MPa级IF-HS钢表面氧化物的影响

应用SEM和XPS研究了退火工艺对热浸镀锌440 MPa IF-HS钢(高强度无间隙原子钢)板表面氧化物形貌、尺寸和分布状态的影响.结果表明,随着退火温度的升高和保温时间的延长,钢板表面氧化物数量先增加后减少,尺寸逐渐增大,其成分主要为MnO2、Mn3(PO4)2和NbN,并得出有利于钢板表面浸润性的退火工艺为850 ℃×60 s.     

冷却过程H2含量对800 MPa级热镀锌双相钢性能及表面质量的影响

针对目前热镀锌双相钢在生产过程中随着合金元素的添加而出现的表面质量问题,对热镀锌双相钢表面出现小黑点以及麻面缺陷进行了显微组织分析,研究了不同冷却段H₂含量对800 MPa级热镀锌双相钢力学性能及表面质量的影响。结果表明,随着热镀锌冷却段H₂含量的不断增加,试样的屈服强度及抗拉强度明显升高,主要因为H₂含量增加造成试样在冷却过程中马氏体转变量的增加,从而提高了综合力学性能;同时表面小黑点及麻面缺陷数量明显减少,试样在冷却过程中得到了还原,减少了Mn、Si等元素氧化物,保证了试样形成致密的抑制层,但H₂含量超过10%后对表面质量影响变小并且伸长率下降明显,所以考虑能耗,冷却段H₂投入量应控制在10%。