GA鋼板鋅鍍層粉化機(jī)理的研究.pdf

1、GA汽車鍍鋅鋼板具有優(yōu)異的抗腐蝕性能、好的噴涂性和可焊接性,已廣泛應(yīng)用于汽車外殼覆蓋件生產(chǎn),但在沖壓成形時GA鋼板鋅鍍層容易產(chǎn)生粉化缺陷。本研究課題從影響GA鋼板鋅鍍層粉化的因素(鍍層組織、殘余應(yīng)力、界面結(jié)合強(qiáng)度、沖壓成形時鍍層所處應(yīng)力狀態(tài))入手,研究了GA鋼板合金化鋅鍍層粉化的機(jī)理。對上海寶鋼提供的H220BD型GI鍍鋅鋼板在不同合金化退火工藝參數(shù)下進(jìn)行了退火處理、測量分析了各種合金化組織的殘余應(yīng)力、與基底的界面結(jié)合強(qiáng)度,利用這些測量

2、參數(shù)對GA鋼板沖壓成形過程中的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了有限元模擬計(jì)算;結(jié)合粉化檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對比各種合金化工藝參數(shù)所得組織的性能,確定了GA鋼板最佳合金化工藝參數(shù)。
　　首先將H220BD型GI鋼板在鹽浴爐中、按溫度分別為450℃、500℃、550℃,每個溫度下的退火時間為5秒、10秒、30秒、120秒進(jìn)行合金化退火獲得GA鋼板,各種GA鋼板鋅鍍層中主要組織均為δ相;隨著退火時間的延長,δ相的厚度增加。當(dāng)退火時間足夠長時,鍍層表面也會出現(xiàn)較

3、多的δ相。通過粉化檢測發(fā)現(xiàn):500℃下的合金化退火所得鋅鍍層在相同變形條件下的粉化量比450℃下和550℃下合金化退火所得組織的都要小。在相同合金化退火溫度下,GA鋼板鋅鍍層的粉化量首先隨合金化退火保溫時間的延長而增加,隨后又隨退火時間的增加而略有減少;在較長退火時間(>30s)下、溫度越高,粉化越嚴(yán)重。
　　用納米壓痕方法測量分析了不同合金化工藝參數(shù)下所獲得的GA鋼板鋅鍍層中的殘余應(yīng)力。當(dāng)擴(kuò)散退火時間大于5s時,鍍層中存在110

4、MPa-240MPa之間的殘余拉應(yīng)力;GA鋼板鋅鍍層中的殘余拉應(yīng)力首先隨退火時間的延長而迅速增大,后來又隨時間的增加而減少,而殘余拉應(yīng)力一般隨溫度的升高而減小。其中500℃和550℃下保溫退火10s和120s所得組織的殘余應(yīng)力較小,它們的粉化量都較小;而450℃和550℃下保溫退火30s所得組織的殘余應(yīng)力都較大,它們的粉化量都較大。
　　新開發(fā)了一種普適的鍍層/基底界面強(qiáng)度測試方法,并用這種新型鼓泡法測量得到GA鋼板鋅鍍層與鋼基底

5、的界面強(qiáng)度在3.8995J/m2-174.888J/m2之間,發(fā)現(xiàn)界面強(qiáng)度首先隨退火時間的延長而迅速降低;退火到一定時間后,又隨時間的延長而稍有增加,但基本趨于穩(wěn)定。當(dāng)退火時間較短時,界面結(jié)合強(qiáng)度隨退火溫度的升高而降低,當(dāng)退火時間延長到一定時間后,溫度對界面結(jié)合強(qiáng)度的影響很小。其中450℃和550℃下保溫退火30s所得合金化鋅鍍層與基底的界面強(qiáng)度都較低,它們的粉化量都較大;在500℃下退火所得試樣的界面強(qiáng)度都較大(>9J/m2),它們的