工艺参数对热浸镀锌抑制层的影响

从锌液中Al含量、带钢入锅温度、锌液流动性和浸镀时间四个方面阐述了热浸镀锌过程中工艺参数对抑制层的影响,为在热浸镀过程中得到较好的抑制层,进而得到优质的镀层产品提供了理论依据。     

超声波对热浸镀锌的影响

研究了超声波介入对热浸镀锌的镀层组织和性能的影响。结果表明大功率超声使镀层中不出现脆性的Ｆｅ－Ｚｎ金属间化合物层,镀层组织致密表面光滑,可显著地提高镀层的粘附性,变形性和耐蚀性。     

批量热浸镀锌工艺机理的研究现状

热浸镀锌是钢铁材料户外长效防护的最佳选择。传统的调整参数、试加合金等“试错法”难以满足现代制造业的发展,故全面、完整的热浸镀锌机理研究已迫在眉睫。针对我国批量热浸镀锌产量大、重经验轻理论、技术落后、污染严重等特点,从镀层的形成机理、镀层的合金化机理、锌浴液态特征等方面综述分析了批量热浸镀锌工艺理论的研究现状和不足,指出了基体和锌浴界面之间的相互作用、合金元素添加的可预测性、浸镀后表面粘附锌液层的结晶、锌浴液态特征等研究的重要性。建议从以下几个方面完善热浸镀锌机理：加强基材离开锌浴至冷却结晶结束这一阶段镀层组织结构的演变研究;在研究镀层合金化机理的同时,注重合金化镀层的应用推广,尤其是加强低合金高强钢的热浸镀锌研究;重视并加强锌浴表面张力、流动性、结晶特性的液态特征研究和数据积累;在形层机理研究的基础上,结合工艺参数进行镀层的预设计及镀层预控制研究。     

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。     

热浸镀锌合金技术的发展与应用

综述了国内外关于热浸镀锌合金技术的最新发展.研究表明,锌浴中同时加入Ni和Bi的热镀锌效果较常规锌浴及Zn-Ni合金浴更佳;锌浴中加入适量的Sn可抑制高含硅量(大于0.25%Si)的钢材镀层的异常生长,其抑制机理是由于Sn在Fe-Zn合金相层生长前沿会形成一层连续层,从而阻碍了Fe-Zn相层生长。文中还介绍了Zn-Sn-Ni-Bi、Zn-Sn-V(Ni)以及Al-Sn-Bi合金技术的实际应用情况.      

热浸镀锌合金技术的研究现状

简要介绍了锌浴中合金元素对热浸镀锌的影响,综述了因此而发展起来的多种锌合金镀层的研究现状,并总结归纳为两个体系：（a）以抑制超厚镀层生长为主的活性钢热镀锌合金镀层体系,包括Zn—Ni合金、Zn—Sn合金、Zn—Mg合金;（b）以提高耐蚀性为主的Al-Zn合金镀层体系,包括55％Al-Zn合金、5％Al-Zn合金。     

热浸镀锌高强汽车板界面组织对其拉伸断裂行为的影响

对3种成分的高强汽车板进行相同的热浸镀锌工艺处理,研究表面氧化物的热力学成因及其对界面层组织的影响,并对不同变形量条件下的拉伸断裂行为进行原位分析。结合微观组织分析与热力学计算可以看出,钢板成分的不同会造成其表面氧化物的形成差异。当Mn2SiO4与SiO2为热力学稳定相时,界面处难以形成连续的Fe2Al5Zn0.4抑制层,锌液与Fe基体反应生成ζ-FeZn13脆性化合物,在拉伸过程中界面易开裂且裂纹会向基体扩展,导致力学性能下降;当少量MnO与Mn2SiO4为热力学稳定相时,形成以Fe2Al5Zn0.4抑制层为主的界面组织,拉伸裂纹在界面产生,而后向Zn层扩展,钢板的拉伸断裂主要由基体的失效所致;而当钢板表面形成大量MnO与FeO亚稳相时,通过铝热还原反应形成的Fe会与锌液接触,使Zn层内部形成脆性Γ-Fe11Zn40相,拉伸裂纹极易在Zn层产生并扩展,而界面未还原的MnO层与基体结合强度较高,拉伸断裂由基体失效所致。     

微量元素对热浸镀锌波形梁钢护栏防腐层质量的影响

热浸镀锌工艺目前广泛应用于高速公路波形梁钢护栏防腐处理.在生产过程中护栏及锌液中不可避免地存在或人为添加一些微量元素,这些微量元素对热浸镀锌层的质量起关键性作用,不适当的使用可能造成各种缺陷.对护栏材质中微量元素(C、Si、P、S)以及锌液中的微量元素(Fe、Al)对热浸镀锌影响成因进行了分析,并简单介绍了由此造成缺陷的解决方法.     

Ce元素对低碳钢热浸镀锌镀层耐蚀性的影响

采用热浸镀法在低碳钢表面制备含Ce元素的镀锌层,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、中性盐雾试验(NSS)以及电化学测试方法,揭示不同Ce元素添加量对镀层微观组织结构及耐蚀性能的影响规律。结果表明:在镀液中添加适量的Ce元素可在细化镀锌层晶粒和减薄镀锌层厚度的同时有效地提高镀锌层的耐蚀性。与纯锌镀层相比,镀液中添加0.012%和0.2%Ce(质量分数)后镀层的腐蚀速率分别降低24%和27%。Ce元素提高镀锌层耐蚀性的机理为:一方面,Ce的添加提高了腐蚀产物中Zn₅(OH)₈Cl₂?H₂O占比,从而提高了腐蚀产物的致密性与粘附性;另一方面,腐蚀过程所形成的Ce(OH)₃沉淀吸附在阴极相,阻碍氧的扩散,抑制了阴极吸氧反应。当镀液中添加超过0.012%Ce后(过饱和),阴极反应已被充分抑制,因而继续提高Ce添加量对镀锌层耐蚀性的提高有限。     

铝含量对热浸镀锌合金耐蚀性的影响

采用光学显微镜、电化学测试、SEM等方法研究了Zn-4Al,Zn-5Al和Zn-6Al热浸镀锌合金的显微组织和耐蚀性。结果表明,Zn-4Al合金由Zn-Al层片状共晶组织和大量的初生β-Zn相枝晶组成,Zn-5Al合金为Zn-Al共晶组织加少量的初生β-Zn相组成,Zn-6Al合金为初生的块状α-Al相和Zn-Al共晶组织组成,块状α-Al相周围的共晶组织多为颗粒状。Zn-5Al合金的自腐蚀电流密度J_corr最小,极化电阻R_p最大,合金表现出最好的耐腐蚀性。Zn-4Al和Zn-5Al合金是由初生的β-Zn相被优先选择腐蚀,Zn-6Al合金是由块状的α-Al相周围的共晶组织被优先选择腐蚀。     

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。     

带钢入锌锅温度对连续热镀锌层的影响

在带钢连续热镀锌工业化生产过程中,向锌液中添加少量Al,采用不同带钢入锌锅温度进行连续热镀锌。利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）对热镀锌镀层的形貌、相结构和成分进行分析,研究带钢连续热镀锌过程中带钢入锌锅温度对镀层的影响。结果表明,带钢连续热镀锌过程中,向锌液中添加少量Al可使钢基板和锌镀层间形成Fe-Al中间层,抑制Fe-Zn合金层的形成,提高镀层的粘附性;而带钢入锌锅温度显著影响Fe-Al抑制层的结构,进而影响Fe-Zn合金层厚度,并最终影响镀层性能;对于试验钢DX51来说,当锌液中铝含量为0.18%,锌液温度为475 ℃时,带钢最佳入锌锅温度为495 ℃,此时镀层具有良好的粘附性。     

BH390钢热镀锌抑制层及其合金化镀层界面结构

利用SEM和TEM研究了铝含量不同的热镀锌镀层中抑制层的结构及抑制层在形成和生长过程中Zn-Fe-Al金属间化合物之间的反应过程;分析了铝含量不同的镀层合金化后镀层与BH390钢基体之间的界面结构。结果表明,随着锌液中铝含量的增加,镀层中抑制层的结构逐渐由晶粒粗大且不连续的Fe2Al5转变为晶粒细小相对致密的FeAl3。铝含量不同的热镀锌镀层在合金化过程中抑制层结构的变化和镀层中各相的形成及生长过程是不相同。随着锌液中铝含量的增加合金化镀层与钢基体界面结合处镀层结构的均匀性逐渐降低,在相同的合金化工艺条件下,随着锌液中铝含量的增加镀层的合金化时间延长。     

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。     

温成形钢及其汽车安全结构件的成形技术

以一种新型具有低奥氏体化温度和高淬透性的第三代汽车钢0.1C-5Mn冷轧板为原材料,按照与热成形基本一致的工艺流程,成功试制出温成形零件。结果表明:温成形钢板的加热温度比传统热成形温度低100~150℃;温成形模具较热成形模具简化;温成形工艺成本更低、效率更高。温成形后的零件尺寸精度高、形状复杂,对在温成形后的零件上截取的试样进行板拉伸试验,试样的抗拉强度不小于1.3 GPa,且伸长率大于12%,说明其力学性能尤其是塑性优于以22Mn B5钢为原料的热成形零件。研究表明,温成形钢及其汽车安全结构件可逐步替代、升级传统22Mn B5热成形钢汽车安全结构件。     

第3代先进高强度钢AHSS汽车板的开发

为满足汽车轻量化、节能减排和抗冲撞安全对高强塑性车身结构材料的需求,各国钢铁业与汽车业合作开发应用第3代先进高强度钢AHSS汽车板取得重要进展。由于金属晶体结构的本质特征,任何提高强度的方法均会导致其塑性的降低,因此第3代AHSS钢超高强度汽车板的开发,面临着金属晶体材料强塑化机理的难题：在大幅度提高汽车板强度的同时如何获得必要的塑性延伸能力及其相应的显微组织？以抗拉强度TS 1 000~1 500 MPa级超高强度汽车板在强塑化机理研究方面取得的两次突破性进展为线索,讨论了第3代AHSS汽车板在淬火碳分配（Quenching Partitioning）QP处理钢、非均质性纳米组织钢（Heterogeneous Nanostructure Steel）和高强塑性热成形钢（Ductile Press Hardened Steel）在研究开发与生产应用方面的国际前沿进展。     

Wetting force and contact angle measurements to evaluate the influence of zinc bath metallurgy on the galvanizability of high-manganese-alloyed steel

The present investigation aimed to evaluate the influence of zinc bath metallurgy on the hotdip galvanizing of a high-manganese-alloyed steel (commercial grade X-IP 1000). Wetting force and contact angle measurements were carried out by the Wilhelmy plate methodology to assess zinc bath compositions. The Wilhelmy plate methodology was particularly suitable for both quantifying liquid zinc wetting and producing coated samples to be characterized. The aluminium content of the zinc bath varied between 0.05 and 1.10 wt % and manganese as well as silicon was additionally added to the bath composition. Best wetting occurred with aluminium contents which are typical for industrial galvanizing baths (0.12-0.22 wt %). But zinc wetting and wetting reactivity decreased with increasing aluminium content > 0.30 wt %. Hence, aluminothermic MnO reduction seems to be ineffective in the present case. Wetting results might be further improved by adding manganese or silicon to the zinc bath due to an improved wetting reaction. However, the formation of additional phases in the coating has to be considered with regard to technical use.     

退火露点对TWIP钢选择性氧化及可镀性的影响

以TWIP钢为研究对象,在不同露点和温度下进行退火-镀锌试验,采用FE-SEM、EDS能谱仪和EPMA对退火试样进行分析,并与镀锌效果对照,得到退火气氛对可镀性的影响。试验结果表明：在两种退火温度下,露点为－50 ℃时,氧势低,极少量的Mn发生外氧化,热镀锌效果较好;随着露点升高,氧势升高,表面生成更多膜状和颗粒状Mn的氧化物,可镀性变差;而氧势足够高时,致使部分Mn发生内氧化,表面覆盖少量的块状Mn的氧化物,且有Al的氧化物出现,镀锌效果最好。     

几种典型第三代汽车用先进高强度钢技术浅析

针对第一代先进高强度钢的塑性低与第二代先进高强度钢的成本高、工艺性较差,国内外对第三代先进高强度钢开展了大量的研究。通过对相关报道分析,第三代先进高强度钢是以高强度BCC结构为基体,在基体上有一定量的较高稳定性FCC结构的复合组织。对目前研究较多的第三代先进高强度钢如δ-TRIP钢、DSHT工艺、纳米贝氏体钢、中锰TRIP钢、Q&P钢、HS-Q&P钢进行了介绍及展望。     

热镀锌汽车板表面黑色污点缺陷研究

研究了热镀锌汽车板表面黑色污点的产生机理,提出了对应的整改措施。研究表明,黑色污点产生于镀锌之前,机组喷溅含碳化物的混合液到带钢表面,经过退火炉高温烧烤和辊系碾压黏附在带钢表面。实际生产中,建立生产机组清理制度,可有效减轻该缺陷。