热镀锌双相钢钢板表面橘皮缺陷研究

目的 研究一种热镀锌双相钢表面橘皮状缺陷的特征及形成机理。方法 采用数字显微镜、扫描电镜和辉光光谱仪对正常和缺陷位置的镀锌态、去锌层态、冷轧态和热轧态的形貌和表层成分分布开展对比分析研究。结果 橘皮状缺陷特征是由于锌晶粒异常长大至350 μm,为正常晶粒的4倍。镀锌态缺陷区较正常区Mn含量高26%,纵截面观察基板表层有约2~4 μm深的微裂纹,界面处检测出Al、O、Mn峰,存在Mn表面富集。去锌层态和冷轧态基板表层呈冷轧轧裂特征,存在大量垂直于轧制方向的10~30 μm的横向微裂纹。卷取温度为650 ℃时,热轧态边、中位置氧化层厚度分别为6.5、5.8 μm,较550 ℃时增加25%和23%。GDS检测表明,对应缺陷区热轧态发生共析转变,相构成以低氧含量的Fe3O4、FeO、Fe为主。实践证实,卷取温度下调至560 ℃以下时,可有效消除该缺陷。结论 缺陷形成机理是,热轧钢卷在570 ℃以上温度卷取,经缓慢冷却至室温时,形成纯铁包覆Fe3O4的共析转变氧化铁皮,卷取温度高也使氧化层增厚,导致酸洗难度增大,氧化铁皮无法有效清除。酸洗后残存的氧化层和Mn富集导致表层协同变形能力弱,冷轧形成大量10 μm级横向微裂纹。微裂纹处的凹凸表面诱发Fe-Zn相爆发生长,导致锌晶粒异常长大。厚带钢具有更多的内部热量,出锌锅冷速慢,也为镀后锌晶粒长大创造条件。     

热镀锌增强成形性双相钢表面色差缺陷研究

针对热镀锌增强成形性双相钢表面色差问题,分析了麻面色差缺陷(I类)、条状色差缺陷(II类)、山峰状漏镀缺陷(III类)3类常见缺陷的特点及成因。结果表明：I类缺陷为基板微裂纹所致;II类缺陷为氧化铁皮残留所致;III类缺陷为Si、Mn富集导致选择性氧化所致。为此,提出了相应的控制措施：低温加热、低温轧制、低温卷取、保证酸洗效果,可以明显改善I类、II类缺陷;合理设置退火炉预氧化参数,可以明显减少III类缺陷。采取以上预防措施后,热镀锌增强成形性双相钢表面色差问题得到有效解决,缺陷发生率由20%以上降低至3%以内。     

热浸镀锌带钢表面条纹状缺陷产生原因分析

在生产热浸镀锌带钢时,带钢表面经常出现漏镀、黑点等各种缺陷,条纹状缺陷也是其中一种。采用扫描电镜和能谱仪对连续热浸镀锌带钢的镀层表面条纹状缺陷进行了测试与分析。研究表明,该条纹状缺陷位置处基板内存在裂缝,导致基板内表层出现了分层,裂缝内同时存在基板的氧化铁皮、氧化圆点和镀锌层,表面镀层较薄,该缺陷应为连铸板坯表面存在纵裂纹以及后续热轧轧制所致。镀锌板表面出现该缺陷后,不仅影响板面外观,而且在冲压成形过程中易发生镀层剥落和起皮而导致工件报废。     

低碳铝镇静钢热镀锌表面粗晶缺陷形成原因及对策

低碳铝镇静钢热镀锌板表面易产生"指甲印"缺陷,缺陷主要分布在整卷带钢带中1/3长度位置、带钢表面中间位置。通过金相观察可以确认缺陷处因晶粒明显长大,形成粗晶,晶界处开裂表现为"指甲印"缺陷。低碳铝镇静钢在热轧工序生产时的卷取温度为730℃,这个温度恰好处于A_1温度以上,卷取后带钢仍处在奥氏体和铁素体两相区。在卷取后,带中1/3位置散热较慢,温度保持在A_1线以上,奥氏体晶粒在此温度下继续长大,形成粗大晶粒。在冷轧工序的生产过程中,带钢表面受压应力和切应力作用,粗大的晶粒沿边界开裂,表现为"指甲印"缺陷。通过降低热轧卷取温度,使带钢卷取后的温度处于A_1线以下,带钢组织由铁素体和渗碳体组成,使带钢晶粒在卷取后冷却的过程中不再长大形成粗晶,消除了低碳铝镇静钢热镀锌带钢表面"指甲印"缺陷。     

冷轧双相钢镀锌条带状色差缺陷产生原因及机理研究

针对冷轧DP590带钢镀锌后表面条带状色差缺陷问题,对其产生原因及机理进行了研究。采用场发射SEM和EPMA研究了色差缺陷的形貌特点,通过产线排查,分析了条带状色差缺陷产生的间距特点。应用差热分析仪对DP590实验钢的氧化特性进行了分析,发现氧化增重速率变化与Al元素界面富集以及FeO-SiO₂-Al₂O₃的熔化有关。研究结果表明DP590镀锌带钢表面条带色差缺陷的形成机理是：精轧除鳞过程中带钢表面高压水重叠区域局部过冷,同时由于热轧过程其他冷却系统(机架冷却水、抑尘水、辊缝冷却水等)的作用,使该区域与其他区域温差可达近100℃;此外,由于钢中添加Si、Al元素,其在界面形成的复合橄榄石相将会降低热传导,氧化铁皮在过冷区域由于Si、Al复合橄榄石相的影响无法完全恢复,在热轧过程中变形能力低,随着轧制的进行,过冷区域氧化铁皮轧制开裂破碎风险加大,在精轧过程中形成条带状氧化铁皮压入缺陷而导致成品条带状色差缺陷。为此,提出板坯出炉温度、除鳞压力、集管高度的控制措施,取得了较好效果。     

热镀锌双相钢中亮点缺陷分析

采用金相显微镜及扫描电镜观察了热镀锌双相钢表面的亮点缺陷,并用能谱分析了钢板正常部位与缺陷部位处的成分。结果表明,双相钢在镀锌过程中产生的亮点缺陷的原因是：双相钢内部合金元素成分含量高,镀锌过程中容易在表面氧化富集,从而影响基板表面的浸润性,造成漏镀缺陷。通过提高炉内露点和提高锌锅铝含量,能够减少Si、Mn等合金元素氧化引起的漏镀,避免双相钢表面亮点缺陷的产生。     

电镀锌表面条纹缺陷成因分析

运用扫描电子显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术对电镀锌板表面暗条纹及冷轧基板对应缺陷进行了失效分析。结果表明电镀锌耐指纹板表面暗条纹缺陷形成有三种原因:1)钢板次表面的冶炼缺陷经后续轧制露头后引起后续电镀锌层异常,形成黑色条带缺陷;2)热轧基板表面点状夹杂物露头(或热轧轧辊剥落物、富Cr的氧化铁皮压入),周边区域酸洗不完全,形成锈蚀产物后在后续轧制工序被轧入表面,引起电镀锌层异常形成条纹缺陷;3)热轧时表面局部温度偏低,在二相区轧制形成的高斯织构遗传到冷轧板,电镀锌时形成丝状斑迹缺陷。     

CSP-冷轧热镀锌板表面线状缺陷特征及形成原因

表面长条线状缺陷导致CSP-冷轧热镀锌板质量降低,利用金相显微镜、XRD和扫描电镜对缺陷的形貌与组成等进行了分析。长条线状缺陷的形成原因是:在CSP热轧阶段形成的氧化铁皮(FeO)被压入基板,并在冷轧时被拉长、碾碎,冷轧后,这些氧化物呈现出点链状直线分布,镀锌增强了其与基体的差别,凸现出长条线状缺陷。最后,据此提出了减少氧化铁皮压入的措施,抑制了长条线状缺陷的产生。     

连续退火热镀锌板镀层表面黑点缺陷研究

研究了热镀锌板镀层表面黑点的产生机理,分析了该缺陷对热镀锌板涂镀质量的影响,提出了相应的改进措施。结果表明,基板表面存在微小凹坑,镀锌后表面形成黑色圆形氧化膜,即黑点缺陷,对热镀锌板涂镀后的磷化膜质量产生不利影响。实际生产中,通过降低热轧卷的卷曲温度、清洗槽电解电流密度及提高退火炉的密封性,可有效减轻该缺陷。     

退火温度对镀锌780MPa级双相钢组织性能的影响

研究了不同退火温度对780 MPa级冷轧双相钢组织性能的影响。试验表明:试验钢热轧态组织为铁素体、贝氏体和少量的珠光体,经过冷轧后形成纤维状组织,退火后组织为铁素体和岛状马氏体。对不同退火温度和速度下带钢组织性能进行了分析,带钢在820℃退火、保温100s后,可以获得双相组织且抗拉强度大于780 MPa。     

柔性化退火工艺制备高强冷轧薄带实验研究

冷轧带钢退火过程是集成优化的关键环节,柔性化退火技术是在不改变化学成分和轧制工艺的条件下,通过优化退火工艺和控制冷却路径,使得产品具有多样性的相组成和不同的体积分数,使其具有满足不同用户要求的综合力学性能的新技术。为了探索热镀锌工艺条件下生产双相钢的工艺制度,在东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室自主开发的连续退火模拟实验机上对冷轧DP钢进行了退火镀锌工艺的模拟实验,利用光学显微镜、SEM和TEM技术对其显微组织进行了观察和分析,并对其力学性能进行了检测。结果表明:采用柔性化退火工艺可制备冷轧热镀锌DP780双相钢,其综合力学性能良好,达到了DP780级别双相钢的性能要求。     

DP980-GA双相钢色差斑和黑点缺陷分析与控制

利用扫描电镜分析了DP980-GA双相钢镀层表面出现色差斑和黑点缺陷的原因,阐述了缺陷形成的机理。结果表明:退火炉加热段的湿气氛不充分、氢气含量过高,快冷段的带钢温度过低,引起Mn、Cr等合金元素在基体表面的氧化富集,影响Zn-Fe之间的扩散均匀性;带钢经热处理后入锅温度过高,镀层的热镀锌合金化程度加剧,导致基体铁从金属氧化物边界扩散显著。在实际生产中,通过调整退火炉的湿气氛注入量,注入方式由带钢的单面改为双面;提高带钢的快冷温度;降低炉内热区的氢气含量和带钢的入锅温度等措施,合金化镀层表面的色差斑和黑点缺陷得到了较好控制。     

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。     

冷轧DP780冲压脱锌原因分析

热镀锌双相钢因具有一系列优异性能而得以在汽车车身轻量化和提高零部件安全性的生产中广泛应用。热镀锌高强度双相钢的可镀性问题是生产高质量表面镀层钢板的关键问题之一,而提高可镀性的基本方式是减少表面氧化物生成,从而抑制合金元素表面富集。文章针对冷轧镀锌DP780高强钢冲压脱锌质量问题进行成分和电镜对比分析,研究发现脱锌卷抑制层不均匀连续,局部存在合金元素富集氧化。分析表明其根本原因在于退火炉中露点控制不佳导致局部合金元素富集氧化,影响抑制层的均匀连续性。通过合理控制露点,抑制层均匀性得到改善,冲压脱锌问题得到解决。     

预处理工艺对热轧带钢免酸洗还原热镀锌的影响

为研究预处理工艺对热轧带钢免酸洗还原热镀锌镀层的影响,在实验中分别对钢板进行喷射预处理和平整预处理,并在工业环境下进行免酸洗还原热镀锌试制。采用扫描电镜观察镀层的表面和断面形貌,同时采用"0T"弯曲实验检测镀层的粘附性。结果表明:经过平整后的镀锌板虽然表面平整、光滑,但是锌层与基板的界面处有一层较厚的氧化铁皮,导致锌层与基体的粘附性较差。同时在界面处的氧化铁皮也起到了阻挡锌层和钢基体的合金化作用,避免了Fe-Zn复合相的产生,最终形成的镀锌层为纯锌相。经1次喷射预处理与2次喷射预处理后的镀锌板尽管表面较为粗糙,但由于在锌层与基板的界面处残留的氧化铁皮较薄,从而锌层与基体之间的粘附性较好,弯曲面没有发生镀层脱落甚至是开裂的现象。     

EPS处理对热浸镀锌高强钢表面质量的影响

目的 研究湿法抛丸（EPS）处理对800 MPa级高强钢表面质量及热浸镀锌效果的影响。方法 采用金相显微镜、扫描电镜和辉光光谱仪，对EPS处理及盐酸酸洗、冷轧和热浸镀锌各生产工序中的800 MPa级高强钢表面形貌和表层成分分布进行研究。结果 EPS处理卷表面凹凸不平，而盐酸酸洗态表面平整，EPS处理卷表面粗糙度Ra值为2.645 μm，约为盐酸酸洗卷的2倍，残留的表面氧化铁皮厚度为0.93 μm，比盐酸酸洗试样厚45%。冷轧状态下，EPS处理卷表面凸起被轧平，表面基体“露白”比例约为63.5%，比盐酸酸洗低20.1%，残留的表面氧化铁皮厚度为0.36 μm，比盐酸酸洗试样厚57%。热浸镀锌态下，EPS处理卷锌晶界存在尺寸3~5 μm的孔隙，表面易出现尺寸约1 cm的漏镀缺陷。去除表面锌层后发现，EPS处理卷基板表面存在“翘皮”，微观观察抑制层形貌发现，界面处Fe-Al抑制层颗粒未充分形成，甚至未形成。GDS分析表明，抑制层处Al峰值较盐酸酸洗卷低17%。结论 EPS处理后表面凹凸不平，冷轧时易“折叠”分层，去锌层基板表面有“翘皮”，易造成锌层厚薄不均，同时EPS处理的残留氧化层较厚，且易造成氧化铁皮嵌入基体，导致锌层与基板界面Fe-Al抑制层稀疏，锌层粘附性低，甚至漏镀。     

平整液对冷轧带钢表面黄斑缺陷的影响

平整是冷轧带钢生产的重要工序,其可以消除带钢的屈服平台,提高其成形性能和质量。但平整液可诱发冷轧带钢表面黄斑缺陷的产生。采用扫描电镜和电化学分析手段,分析了冷轧带钢表面黄斑缺陷特征及其形成机制。结果表明:冷轧带钢表面平整黄斑缺陷的主要成分为铁氧化物,其产生过程与冷轧带钢表面电位和裂开的氧化膜电位差值有关。在平整液作用下,冷轧带钢表面氧化膜破损处可形成新的氧化膜,其生成速度越快,越有利于降低平整黄斑缺陷的发生率。平整液中添加剂磷酸盐和钼酸盐可以提高冷轧带钢表面氧化膜的生成速度,从而避免黄斑缺陷的产生。     

45Si2CrB合金钢表面裂纹产生原因分析

用金相检测、扫描电镜观察及能谱分析等手段,对45Si2CrB成品及盘条试样表面裂纹进行分析,发现裂纹周围存在氧化脱碳、氧化圆点、夹杂物聚集及晶粒粗大现象。结果表明,试样表面裂纹为高温裂纹,是由连铸坯原始缺陷经过加热及后期轧制演变而成的。     

双相不锈钢2205表面缺陷剖析

采用金相及扫描电镜观察了双相不锈钢2205的热轧表面缺陷,测量了实验室模拟气氛下双相不锈钢2205在不同温度和时间下的氧化增重并对氧化铁皮结构进行了观察。分析后认为双相不锈钢热轧时的表面裂纹是由于轧制时氧化铁皮破裂、基体组织被挤出形成的。     

热镀锌带钢表面色差缺陷形成机理及改进措施

为了消除热镀锌板卷的色差缺陷,从热轧、镀锌、冲压工艺对色差缺陷形成机理进行分析。导致热镀锌板卷色差缺陷的主要原因有原料表面粗糙度不均匀、锌层厚度不均、冲压导致锌层开裂。针对这3种不同原因,制定了相应措施在热轧工序冷却装置上进行边部遮蔽;提高沉没辊安装精度、调节镀后冷却段移动风箱上下表面的风量;冲压模具表面强化、润滑等,有效减少了色差缺陷的不合格率。