热浸镀锌高强汽车板界面组织对其拉伸断裂行为的影响

发布时间：2024-03-31 06:59

　　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。

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【部分图文】：

图1原位分析时拉伸实验样品尺寸示意图

采用搭载1.5kN拉伸试验台的Apollo3000热场发射扫描电镜(SEM)对3种高强钢的拉伸断裂行为进行原位观察，加速电压为20keV，拉伸速率为0.1mm/min。样品尺寸如图1所示，样品厚度为1.2mm。在观察界面组织时，样品需经机械磨抛及4%(体积分数，下同)硝酸....

图23种高强钢经HCl、H2SO4腐蚀后的表面形貌及EDS分析

图3～5分别为No.1～No.3钢在退火温度为870℃、露点为+10℃热浸镀锌条件下基体/Zn层界面组织的TEM分析结果。结合图3a的界面形貌和EDS分析可以看出，No.1钢界面区域由上部Zn层、Fe-AlZn抑制层(虚线区)和Fe基体构成。结合图3b和c的结构分析可知，抑制层主....

图3No.1钢在退火温度为870℃、露点为+10℃热浸镀锌条件下基体/Zn层界面组织的TEM分析

图23种高强钢经HCl、H2SO4腐蚀后的表面形貌及EDS分析2.2高强钢表面氧化物形成的热力学分析

图4No.2钢在退火温度为870℃、露点为+10℃热浸镀锌条件下基体/Zn层界面组织的TEM分析

式中，为饱和水蒸气压，MPa;为H2分压，MPa;为O2分压，MPa;Td为露点，℃；T为退火温度。本工作中使用的退火温度为870℃，还原性气氛为20%H2+80%N2(体积分数)，因此取0.2。由式(1)和(2)计算可得，当露点为+10℃时，其为4.69×10-21MPa。由图....

本文编号：3943629