摘要
热镀锌钢板(GI)因其优良的耐蚀性和冲压成形性越来越多的应用于家电、汽车和建筑等行业。热镀锌钢板存在的最主要问题是在加工变形过程中镀层锌粉大量脱落即镀层剥离问题,镀层的剥离会影响加工变形能力,还会恶化渡层的耐蚀性,且容易引起表面缺陷。因此在满足耐蚀性的同时获得良好成形性的镀层是开发研究的难点。
本文以工业生产的热镀锌钢板为实验材料,利用拉延筋拉伸实验法和平板滑动法,对不同铝含量的镀层的耐剥离性进行了研究,并利用金相显微镜(0M)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)实验方法,分析了热镀锌钢板镀层在不同铝含量时,镀层中组织结构的变化,以及对其耐剥离性的影响。
研究结果表明:镀层剥离量和摩擦系数随镀层铝含量的增加,呈折线形状变化,即先下降到一定值,后又有小幅上升。镀层摩擦系数越大,镀层剥离量也越大,且当镀层铝含量大于1.07wt.%时,镀层耐剥离性能最佳。镀层中铝含量的变化会影响镀层与钢基体的结合以及镀层中S相、i;相和ri相的形成。随着镀层中铝含量的增加,镀层中Fe-Al抑制层幵始变得较厚且界面较为平整,当镀层中铝含量增加到1.07wt.%时,镀层中出现了塑性的5相和T!相,少量的^相。此外,各镀层中均含有较强的衍射峰”相(002)、;相(101)、S相(100)和Fe(112),(相(101)衍射峰越高,镀层中形成的Fe-Zn合金相(相越多,对镀层的耐剥离性不利。当镀层中铝含量在0.36 wt.%附近和1.07wt.%时,镀层的耐剥离性较好。从镀层剥离的表面形貌可以看出,镀层的剥离呈现犁沟特征,并沿着一定的方向。从钢基体开始镀层中A1元素开始逐渐升高并在抑制层中达到最大,其后开始急剧下降;Zn元素从钢基开始到镀层表面逐渐增加;Fe元素逐渐减少。
研究表明,镀层与钢基体间形成富A1贫Zn的Fe-Al抑制层,才能起到粘附作用和阻止Fe-Zn合金反应的作用,此时镀层形成较薄的Fe-Zn合金层,镀层的结合性能较好,即镀层的耐剥离性也较好;镀层与钢基体间形成Fe-Al抑制层的同时,形成了大量的塑性的5相和n相,较少破碎脆性的(相,镀层的耐剥离性能较好;镀层中形成了含铝的金属夹渣化合物,镀层的组织不均匀,镀层耐剥离性变差。
关徤词:热镀锌钢板;镀层组织;耐剥离;铝含量
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