合金化熱鍍鋅鍍層組織模擬及應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái),鍍鋅鋼板已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè),其中合金化鍍鋅鋼板(GA),由于其優(yōu)越的焊接性能、防腐性能以及涂裝性能而引起了極大的重視。合金化鋼板是指經(jīng)過(guò)鍍鋅池(含有0.135wt.％Al)鍍鋅后進(jìn)行合金化退火之后的鋼板。鍍層中可能包含ζ相、δ相、Γ1相和Γ相。合金化鋼板在沖壓和成型過(guò)程中導(dǎo)致的粉化和剝落問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決。因此,確定合金化最佳鍍層組織和工藝路線(xiàn),成為解決鍍鋅鋼板鍍層粉化問(wèn)題研究的重點(diǎn)。
　　本論文中,在基于Z

2、n為主擴(kuò)散元素的基礎(chǔ)上建立了熱浸鍍鋅合金化工藝過(guò)程中相演變的數(shù)學(xué)模型,模擬了合金化過(guò)程中相生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué),把合金化過(guò)程描述成一個(gè)有限/半無(wú)限、多相體擴(kuò)散型相轉(zhuǎn)變過(guò)程,其中包括了Zn在三相ζ相、δ相和Γ相中的擴(kuò)散以及η/ζ、ζ/δ、δ/Γ和Γ/α四個(gè)界面的移動(dòng)。該合金化數(shù)學(xué)模型中考慮了抑制層推遲合金化進(jìn)程作用、抑制層的破壞過(guò)程中流入鍍層的鐵的量和Γ相的出現(xiàn)需要的時(shí)間等過(guò)程的影響,更加科學(xué)準(zhǔn)確的模擬了合金化工藝過(guò)程。用數(shù)值分析的方法解該數(shù)學(xué)模型

3、,C語(yǔ)言編程獲得計(jì)算結(jié)果。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,模型能夠較為準(zhǔn)確的模擬了鍍層鐵含量、Γ相的厚度和鍍層中Zn的濃度曲線(xiàn)。在較低合金化溫度下,ζ相的生長(zhǎng)速度高于δ相的生長(zhǎng)速度。對(duì)于相同的鍍層鐵含量,合金化溫度高的Γ相要厚些。
　　模型實(shí)現(xiàn)了變溫合金化工藝過(guò)程的數(shù)值模擬,解決了變溫過(guò)程中抑制層的破壞需要的時(shí)間、變溫過(guò)程中Γ相的出現(xiàn)時(shí)間以及建立了變溫過(guò)程中合金化溫度高于530℃時(shí)ζ相不穩(wěn)定的模型,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)變溫處理。采用Visual C++

4、6.0開(kāi)發(fā)了GA鍍鋅鋼板合金化工藝參數(shù)最優(yōu)化計(jì)算軟件。該軟件包含了較為全面的工藝參數(shù),與實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)較為符合。該軟件在設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)單明了,功能齊全,預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確,并且能夠優(yōu)化合金化工藝參數(shù),可作為GA鋼板工藝研發(fā)及工藝改進(jìn)方面的實(shí)用工具。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬分別研究了先高溫后低溫合金化工藝。研究表明,實(shí)驗(yàn)中先高溫后低溫合金化工藝能獲得與低溫合金化工藝相似的顯微組織,并且縮短了合金化時(shí)間。模擬的結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致。先高溫后低溫合金化工藝既