Ti對Fe-Zn合金層生長動力學的影響及鍍鋅層抗粉化性能的有限元模擬.pdf

1、熱鍍鋅是一種經濟適用的鋼鐵結構產品防銹處理方法,廣泛應用于建筑、家電、汽車工業(yè)等行業(yè)。汽車用GA鍍鋅板為高附加值產品,需求量大,價格高,世界各大鋼鐵企業(yè)都將汽車用鍍鋅板列為最重要產品之一。而中國生產的GA鍍鋅板在沖壓時易出現粉化或剝落缺陷,造成沖壓零部件極高的返修率和廢品率。因此迫切需要對鍍層相結構的影響因素及作用機理進行研究。通過向鋼基體或鋅池中添加合金元素來控制鍍鋅層的相結構是一種經濟有效的方法。而通過有限元模擬優(yōu)化鍍層的相結構以達

2、到最佳的抗粉化性能,對設計鍍鋅鋼板的合金化工藝參數有較強的指導意義。
　　80年代以來,無間隙原子鋼(IF鋼)已成為國際汽車鍍鋅板領域研究與生產的熱點。Ti元素是無間隙原子鋼中不可缺的一種元素。
　　為弄清鋼基體中的Ti元素對熱浸鍍鋅鍍層組織及合金化的作用機理,本工作設計了Fe-Ti/Zn-Al固-固擴散偶。通過Fe-0.05wt.％Ti/Zn-0.2wt.%Al、Fe-0.1wt.%Ti/Zn-0.2wt.%Al、Fe-0

3、.4wt.%Ti/Zn-0.2wt.%Al和Fe-0.8wt.%Ti/Zn-0.2wt.%Al固-固擴散偶研究鋼基體中不同的Ti含量對Fe-Zn反應及擴散層組織的影響。
　　通過Fe-0.1wt.%Ti/Zn-0.2wt.%Al、Fe/Zn-0.2wt.%Al和Fe/Zn-0.2wt.%Al-0.1wt.%Ti固-固擴散偶對鋼基體和鋅基體中微量Ti元素對Fe-Zn反應的作用進行比較研究。擴散工藝參數如下:擴散溫度為380℃,擴散時

4、間分別為2,4,8,14小時。采用掃描電子顯微鏡和能譜分析儀分析擴散偶中的擴散層組織的組成及相成分。
　　通過實驗研究與分析得到的主要結論如下:
　　1.Ti能顯著促進Fe-Zn擴散層的生長。Fe-Ti/Zn-Al擴散偶中的擴散層厚度隨鋼基體中Ti含量的增加而增厚,在Ti含量為0.4wt.%時擴散層厚度達到最大值,隨后擴散層的厚度隨Ti含量的增加而減薄。
　　2.Ti含量相同時,Ti元素加入到鋼基體中對Fe-Zn反應的

5、促進效果比Ti加入到鋅基體中的促進效果更為明顯。
　　3.Ti元素能促進擴散層中δk相在Г相和δp相界面處的形核與長大。
　　4.Ti能提高ζ相的生長速度,從而減緩了ζ相的消失過程。當擴散偶中不含Ti元素時,擴散層中的ζ相迅速消失;而當基體含有Ti元素時,擴散偶中ζ相緩慢減少。
　　5.對于Fe-Ti/Zn-Al和Fe/Zn-Al-Ti擴散偶,擴散層的生長動力學曲線呈拋物線變化;而Fe/Zn-Al擴散偶的生長動力學曲線