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。     

SPHC冷轧基板常见表面缺陷及其原因

研究了冷轧基板SPHC钢常见表面缺陷及其形成原因。结果表明,冷轧基板常见表面缺陷有擦伤、翘皮、麻点和氧化铁皮压入等。擦伤缺陷是由于热轧板卷冷至常温后内圈松卷,在吊取、运输及开卷过程中发生层间错动形成的。连铸坯内部有气泡夹渣或其表面有缺陷,经轧制后沿轧制方向分布形成翘皮。麻点是在卷取过程中形成的,缺陷处晶粒在形变作用下发生了再结晶。氧化铁皮压入与除鳞设备及机间除尘系统的工作状态有关。     

表面粗糙度对热浸镀锌镀层特征及耐蚀性的影响

为提升热浸镀锌钢板的表面质量,将热镀锌钢板进行连续热浸镀锌试验生产,采用场发射扫描电镜、显微镜和盐雾实验等手段,对生产试验的镀锌板进行相关的实验分析,研究了热浸镀锌基板表面粗糙度对含Sb和Pb的热浸镀镀锌板锌花尺寸均匀性和镀层厚度及物相组成特征的影响,以及锌花大小与耐腐蚀性的关系。结果表明:基板表面粗糙度越大,锌花尺寸越小且镀层厚度也小,δ相层中Fe元素含量较大,耐腐蚀性能较好。     

基板表层组织对Fe-16Mn-0.7C-1.5Al TWIP钢可镀性的影响

以16%Mn-0.7%C-1.5%Al (质量分数) TWIP钢为研究对象,采用热镀锌模拟实验研究了2种基板表层组织对TWIP钢可镀性的影响。使用180°折弯检测了镀层附着性,使用GD-OES分析了退火及镀锌试样表面的元素深度分布,使用SEM观察了试样表面和截面微观形貌。结果表明,通过预处理得到的TWIP钢表面一层铁素体晶粒可以有效改善TWIP钢的可镀性。当轧硬态的TWIP钢直接连续退火并热镀锌时,Mn元素形成了明显的外氧化,严重阻碍了镀液中的Al和基板反应形成Fe-Al抑制层,不仅漏镀明显,而且镀层附着性差。当使用经过预处理、表面有一层铁素体的TWIP钢进行热镀锌时,TWIP钢表面的细晶粒铁素体层有效抑制了退火过程中Mn元素外氧化,从而显著改善了锌液对带钢的润湿性,在镀层/基板界面位置形成了充分的Fe-Al抑制层。通过预处理得到的表面铁素体层可以有效解决16%Mn-0.7%C-1.5%Al TWIP钢的可镀性差和镀层附着性差问题。     

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。     

AZ91D镁合金表面化学镀镍工艺的研究

研究了以NiSO4·6H2O为主盐在AZ91D镁合金表面进行化学镀镍及其电化学原理,比较了浸锌和不浸锌施镀对镀镍层的影响.结果表明AZ91D经过浸锌处理后施镀Ni-P层更容易沉积,通过二次浸锌后获得的化学镀镍层致密、平整,对镁合金基体有较好的保护作用.     

热浸镀锌铝的界面反应机理

通过热浸镀和扩散偶试验研究铁基与4种锌铝熔池成分合金Zn-0.2%Al、Zn-5%Al、Zn-25%Al、Zn-55%Al(质量分数)之间的界面反应过程,提出热浸镀锌铝中扩散通道移动对合金层形成的控制机理。结果表明:热浸镀(扩散偶)初期,扩散通道均沿两相区共轭线(tie-line)穿过熔池成分液相与对应的Fe-Al化合物构成的两相区,铁基表面优先形成对应的Fe-Al化合物的连续层状组织。随着热浸镀(扩散)时间的延长,扩散通道具有逐渐向两扩散组元成分点连线移动的趋势,一旦扩散通道切割熔池成分液相与对应的Fe-Al化合物构成的两相区共轭线,初期形成的Fe-Al化合物层失稳破裂,导致镀层合金层(扩散层)快速增厚。     

780 MPa级热镀锌双相钢微观裂纹成因及改进措施

780MPa级热镀锌双相钢表面块状色差缺陷的原因为基板表面大量开口微观裂纹。微裂纹开口导致Fe2Al5抑制层形成异常,宏观表现为块状色差。微裂纹主要分布在带钢中部板面中间等热轧卷散热较慢位置,裂纹处珠光体晶粒较粗大。通过分析此带钢全流程氧化特性,带钢表层在加热炉中形成锚状氧化铁皮,附着在带钢基体上不易去除;在热轧工序中Si、Cr元素向表面富集形成硬质氧化圆点,附着在带钢近基体上。Si、Cr氧化圆点与粗大珠光体在冷轧过程中形成微裂纹。带钢在镀锌工序退火过程中,表面微裂纹在大张力作用下成为开口状态。微裂纹开口增加了基板与锌液接触面积,增加了锌液与铁的反应速度;同时裂纹开口导致带钢表面破碎,Fe2Al5抑制层无法良好结晶,这两点因素导致Fe_2Al_5抑制层无法良好形成。降低板坯加热炉温度,减少"锚状"氧化铁皮的生成。提高粗轧出口温度,形成疏松铁皮,在冷轧酸洗过程中带走Si、Cr氧化圆点。降低热轧卷取温度,使热卷带板中位置形成细小珠光体,提高开裂抗力。降低镀锌工序退火炉张力,减小微裂纹开口几率。通过以上措施,可有效改善780MPa级热镀锌双相钢表面微裂纹,消除色差。     

球磨钢件表面残留锈蚀度及其对热浸镀锌漏镀的影响

目的 探究球磨前处理对钢件表面残留锈蚀度及其对热浸镀锌漏镀的影响,以期开发一种环境友好型的热浸镀锌工艺。方法 采用自主设计的高温双筒球磨机,对热浸镀锌钢件进行前处理。采用光学与电子显微镜分析球磨参数对钢件表面残留锈蚀度的影响。对球磨后的钢件进行热浸镀锌,采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)以及高温悬滴式接触角测定仪研究钢件表面残留锈蚀产物及其对热浸镀锌漏镀的影响。结果 随着磨球粒径的增大,钢件表面残留锈蚀度a先减小后增加,磨球粒径为5 mm时达到最小值;随着滚筒转速和球磨时间的增加,钢件表面残留锈蚀度不断减少;当磨球粒径为5 mm、滚筒转速为140 r/min和球磨时间为40 min时,钢件表面残留锈蚀度a可减少到0。随着钢件表面残留锈蚀度的减小,锌液滴与基体间的接触角减小。当残留锈蚀度达到0时,接触角q =84°,锌液在基体表面均匀铺展,可避免漏镀的发生。结论 球磨除锈可以代替酸洗除锈,以减少热浸镀锌工艺对环境的污染。     

合金化热镀锌板表面条状缺陷原因分析

针对合金化热镀锌板表面常见的“边部不规则长条状”缺陷和“柳叶状”缺陷,利用扫描电镜对其形貌进行了分析。“边部不规则长条状”缺陷分布于带钢上下表面两边部,为不规则细长条,严重时可见缺陷整卷全长连续分布;“柳叶状”缺陷宏观形貌不规则,一端细尖一端较宽,形似“柳叶”。缺陷部位完全溶锌后观察到基板存在翘皮和还原铁,轻微抛光基板表面后发现未被完全还原的氧化铁皮,缺陷部位截面可见翘皮处同样存在氧化铁皮,未见炼钢保护渣、氧化铝夹杂、二次氧化颗粒等,可以确定两种缺陷均来自于热轧阶段。“边部不规则长条状”缺陷为热卷边部翘皮,即边线缺陷遗传导致,通过针对性调控炉内加热工艺、粗轧及除鳞等工艺,该类缺陷得到控制;“柳叶状”缺陷来源于由热轧通道线辊面粘铁导致中间坯表面损伤,虽经精轧轧合,但皮下存在氧化铁,冷轧后以及镀锌合金化时暴露出缺陷,通过定期检查热轧辊道、优化设备控制程序逻辑大幅降低了该类缺陷的发生率。     

超声振动辅助加工表面微结构及其特性研究进展

针对超声振动复合加工方法种类繁多且表面微结构指征复杂等问题,阐述了表面微结构的内容和研究现状,论述了国内外超声切削、磨削、表面强化等方法的加工原理及超声振动加工表面微结构特性的试验研究方法,归纳了超声振动条件下表面粗糙度、表面微观形貌的建模方法及其特点,讨论了实验回归建模、数值解析建模和神经网络建模的研究进展,并预测了国内外超声振动表面加工的新技术领域和发展方向,对改善高性能难加工材料的表面微结构特性具有重要意义。     

现代表面技术的涵义、分类和内容

探讨了现代表面技术的涵义、分类和内容,展望了表面技术的发展趋势。     

表面工程的发展及思考*

在总结表面工程特点、价值、功能和发展前景的基础上,着重从适应科学技术发展需求;支撑再制造产业发展;融合多学科成果;以及发展"设计化、智能化、自动化、绿色化、多动能化"等角度论述了表面工程的发展趋势。从分析我国表面工程发展现状入手,提出了通过加强行业宣传,完善系统理论,增强表面工程技术服务能力,增强行业凝聚力、影响力和自我约束能力,加紧编制行业相关标准、规范/规程,以及做好表面工程技术职业技术人才的培养等促推我国表面工程发展的6条措施。     

基于MATLAB分析不同形貌对金属表面润湿性能的影响

目的 研究不同形貌的微结构表面对金属表面润湿性能的影响。方法 首先在金属材料表面建立一级与二级微结构模型,然后整理得出不同微结构模型评定参数的公式,最后利用Matlab对不同形貌表面相关公式进行模拟计算,绘制得到不同形貌表面润湿特性三维曲线。结果 一级微结构中,球形微结构模型表面表观接触角θ皆为定值,即完全润湿θc=74.443°,不完全润湿θw=131.720°。其余微结构模型利用Matlab模拟计算,均可以得到光滑的三维曲线,其中在铜基表面设计制备三维方柱阵列微结构,可获得超疏水特性。二级微结构中,比较完全润湿状态,不完全润湿状态粗糙因子f远小于Υ。在不完全润湿状态中,粗糙因子f趋近于0,与完全润湿状态模拟的表观接触角结果相比,不完全润湿状态下,采用三维阵列微结构研究金属表面微结构对表观接触角的影响最为合适。结论 模拟条件相同的情况下,改变金属表面微观形貌会引起润湿性能的改变。金属表面润湿性能与表面微细结构以及微结构参数均存在映射关系,但是表面微结构的维度并非越高越好,一级微结构同样也可以得到所需疏水性能。在外在影响因素相同的条件下,若要研究分析金属表面微结构参数的改变对表观接触角的影响,采用三维阵列微结构最为合适。     

等温淬火球墨铸铁表面热处理工艺的研究

等温淬火球墨铸铁(ADI)具有多方面优越的性能特点,然而,单纯的等温淬火难以同时具有高强度、高硬度及高的韧性与塑性。为了进一步扩大ADI的应用范围,采用不同的表面高频淬火工艺考察了ADI表面热处理的可行性,并着重探讨了不同表面处理工艺对ADI表层组织及硬度的影响规律。研究表明,对ADI采用二步法表面热处理可以得到理想的效果。     

超声深滚对TC4钛合金表面形貌和表面粗糙度的影响

研究了采用超声深滚处理（UDR）对钛合金（TC4）试件表面形貌和表面粗糙度的影响.采用扫描电子显微镜观察分析了超声深滚处理前后的试件表面形貌,采用表面粗糙度仪分析研究了强化处理前后的表面粗糙度变化.结果表明,超声深滚处理可以显著降低机加工痕迹,消除表面微损伤,大幅降低表面粗糙度,可使表面粗糙度由Ra 2.32 m降低到Ra 0.11 m.     

大理石抛光表面变质层的研究

本文利用扫描电镜发现大理石抛光表面存在有微米级的不同于大理石母材的变质层。进而利用透射电镜证明:该变质层是由非晶和微晶组成的。它的产生有助于提高大理石抛光表面的光泽度。     

等离子体表面改性技术的发展

主要论述了等离子体技术在金属材料表面强化中的应用研究现状和发展趋势，特别是各种工艺的基本原理和应用优势。     

激光表面处理技术的现状及发展

简述了激光表面改性的研究和发展现状，特别是激光表面淬火、激光熔敷、激光表面合金化和激光熔覆等4种技术，对各项技术的原理、特点和国内外研究现状分别加以描述。最后，还指出了激光表面改性技术存在的问题和发展前景。     

Surface Cleaning or Activation？Control of Surface Condition Prior to Thermo-Chemical Heat Treatment

Actual heat treatment processes must face increasing specifications with reference to process quality, safety and results in terms of reproducibility and repeatability. They can be met only if the parts‘ surface condition is controlled during manufacturing and, especially, prior to the treatment. An electrochemical method for the detection of a steel part‘s surface condition is presented, together with results, consequences, and mechanisms concerning surface pre-treatment before the thermochemical process. A steel surface‘s activity or passivity can be detected electrochemically, independently from the chemical background. The selected method was the recording of potential vs. time curves at small constant currents, using a miniaturized electrochemical cell, a (nearly) non-destructive electrolyte and a potentio-galvanostatic setup. The method enables to distinguish types of surface contamination which do not interfere with the thermochemical process, from passive layers which do and must be removed. Whereas some types of passive layers can be removed using conventional cleaning processes and agents, others are so stable that their effects can only be overcome by applying an additional activation pre-treatment, e.g. oxynitriding.