高強鋼晶界和晶內(nèi)選擇性氧化的研究.pdf

1、高強鋼(包括無相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP)、間隙原子鋼(IF)、多相鋼(CP)、雙相鋼(DP)以及馬氏體鋼）中合金元素(如Mn、Al、Si、Cr等)的加入使其具有強度高、韌性好的性能特點,可滿足汽車輕質(zhì)高強節(jié)能的要求,在汽車行業(yè)中應(yīng)用廣泛。但由于高強鋼含有許多活潑元素,其廣泛應(yīng)用還需要解決其防腐問題。熱浸鍍鋅鋼板具有優(yōu)異的抗腐蝕性能、良好的成形性及焊接性能且成本低,是解決高強鋼生銹問題的有效途徑。然而,由于鍍鋅前的退火過程中微量合金元素的

2、選擇性氧化和析出惡化了鋅對鋼板的潤濕性形成“裸露點”,因此,高強鋼中合金元素的加入使得熱浸鍍鋅浸鍍困難。
　　硅、錳是鋼基中添加的主要合金元素,本研究以含硅、錳合金的高強鋼為例,計算得到表面可能形成的氧化物,分析其選擇性氧化。同時,實驗分析了鋼基中合金元素錳對熱浸鍍鋅的影響。研究發(fā)現(xiàn),0.4wt.％的錳使得擴散層總厚度增厚,當錳含量增加到1.2wt.%以上時,擴散層總厚度反而開始下降;鐵基體中的錳促進擴散初期δ相的生長,在擴散后期

3、促進ζ層生長,δ相的生長速度減緩。
　　鍍鋅層的質(zhì)量極大的依賴于鋼板表面化學(xué)成分,微量元素的加入使得再結(jié)晶退火時發(fā)生選擇性表面氧化,惡化了表面條件。本工作圍繞退火過程中合金元素在晶界以及晶內(nèi)的選擇性氧化過程展開了深入研究。設(shè)定初始條件,利用Fisher模型進行退火過程的模擬計算,得到不同條件下晶界及晶內(nèi)可形成的氧化物以及形成深度。計算結(jié)果表明:1.氧在晶界的擴散速率遠遠大于晶內(nèi),隨著晶粒尺寸的減小,晶內(nèi)的氧濃度逐漸接近晶界,因此晶

4、粒越細小,出現(xiàn)晶界選擇性氧化的可能性越小;2.氧在γ-Fe中的擴散速率大于α-Fe,在γ-Fe中晶界與晶內(nèi)氧濃度的差異低于α-Fe;3.隨著露點的增加,氧濃度增大,晶界與晶內(nèi)氧濃度的差異隨著露點值的減小而減小,當露點降到-80℃時晶界與晶內(nèi)氧濃度的差異反而增大;4.氧濃度隨著氫壓的增大而減小,而氫壓對氧濃度的影響因子隨著其增大而逐漸減小;5.氧化物形成的最低氧壓以及氧的擴散速率均隨退火溫度的增加而增加,晶界與晶內(nèi)氧濃度的差異隨著退火溫度