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高強度鍍鋅鋼板的生產(chǎn)
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-06-15
高強度鋼板一般都是通過添加諸如C、Si、Mn和P這類固一溶強化元素和Ti、Nb這類沉淀強化元素生產(chǎn)的，在生產(chǎn)工藝中，這兩種方法都要適當(dāng)控制添加量和顯微組織。
1前言
高強度鋼板一般都是通過添加諸如C、Si、Mn和P這類固一溶強化元素和Ti、Nb這類沉淀強化元素生產(chǎn)的，在生產(chǎn)工藝中，這兩種方法都要適當(dāng)控制添加量和顯微組織。但是，合金元素會嚴(yán)重影響鋼的鍍鋅性能(與熔融鋅的浸潤性和Fe—Zn合金的反應(yīng))。例如，在添加Si和Mn這類對氧具有較強親和力的元素時，在進(jìn)入鋅池之前的退火期間，鋼板皮下層會形成氧化物，結(jié)果是鋼板表面與熔融鋅的浸潤性變差，導(dǎo)致無鍍層這種質(zhì)量缺陷。在生產(chǎn)鍍鋅退火鋼板時，這種氧化物還會阻礙Fe—Zn合金的反應(yīng)，使產(chǎn)品的耐蝕性、浸潤性及其它性能變差。在熱浸鍍鋅預(yù)處理時，防止出現(xiàn)這些問題的措施是控制Si和Mn添加量不超過規(guī)定的上限，并且用Ni或同類元素進(jìn)行電鍍。
2試驗方法
試驗中所用鋼板化學(xué)成分。采用真空冶煉法冶煉并在試驗軋機上進(jìn)行熱軋(開始軋制溫度1230℃，終軋溫度900℃，卷取溫度720℃)和冷軋(厚度從4mm軋到0.8mm)，制備了叫(Si)和(Mn)分別大于10A的基本鋼和根據(jù)基本鋼化學(xué)成分開發(fā)的含Ni和Cu鋼。鍍鋅試驗用的試件取自無氧化爐(NOF)和輻射管爐(RF)試驗熱浸鍍鋅線生產(chǎn)的鋼板。
3試驗結(jié)果
3.1Ni和Cu的添加以及熱浸鍍鋅浸潤性的變化
基本鋼(沒有Ni或Cu的si—Mn鋼)和開發(fā)鋼(有Ni和Cu的Si—Mn鋼)鍍鋅鋼板的表面形貌。在基本鋼試樣的整個表面上實際上都散布著尺寸大約為1lnm的未鍍層斑點，這與傳統(tǒng)的情況是一致的。與此相反，在開發(fā)的鋼板上則沒有發(fā)現(xiàn)未鍍層斑點，而且浸潤性良好。這表明，對Si—Mn鋼而言，加Ni和Cu可以改善鋅液的浸潤性，防止未鍍層的出現(xiàn)。
3.2Ni和Cu的添加與合金化反應(yīng)速度的變化
基本鋼和開發(fā)鋼鍍鋅板在500℃下保溫15S后Fe—Zn合金層的厚度。合金層由8相組成。可以清楚地看出，開發(fā)鋼的合金層厚度比基本鋼的厚一些。這表明，Si—Mn鋼添加Ni和Cu可以加速Fe—Zn合金化反應(yīng)。
3.3Ni和Cu的添加與退火期間形成氧化物形態(tài)的變化
在基本鋼試樣中，Si和Mn的氧化物在鋼基和純鐵層(在氧化和還原過程中形成)之間形成一層薄膜，覆蓋著鋼基。另一方面，在開發(fā)鋼試樣上，鋼基和純鐵層之間的Si/Mn氧化物形成的薄膜不是連續(xù)的，而是斷續(xù)的碎片。而且還注意到，開發(fā)鋼的鋼基內(nèi)側(cè)微細(xì)球狀氧化物(內(nèi)部氧化物)顆粒量比基本鋼的大一些。還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)。盡管基本鋼和開發(fā)鋼的熱處理情況相同，但基本鋼的純鐵層(在氧化和還原過程中形成皮下層)的厚度比開發(fā)鋼的薄一些。
4討論
Si-Mn鋼中添加Ni和Cu導(dǎo)致鋼板表面附近氧化/還原的差別可以歸納如下：
(1)添加Ni和Cu可以枉層形成Si/Mn氧化物薄膜，而且薄膜厚度很小；
(2)添加Ni和cu可以加速內(nèi)部氧化硅的形成；
(3)添加Ni和Cu可以增加氧化鐵(FeO)層的厚度，這種氧化鐵是在氧化之后的還原過程中形成的。
根據(jù)上述研究從添加Ni和Cu的Si—Mn鋼中推導(dǎo)得出的。對于含有Si和Mn的基本鋼而言，在進(jìn)入鋅池之前退火期間，在皮下層形成了薄膜型的si/Mn氧化物。但對于含有Ni和Cu的開發(fā)鋼而言，除此之外，皮下Si/Mn氧化物為斷續(xù)的片。而且在鋼基內(nèi)部形成無定形的Si內(nèi)部氧化物。另外，在還原過程中開發(fā)鋼皮下層形成純鐵層的厚度較厚，而Si/Mn氧化物層的厚度較薄。然而在基本鋼方面，在鍍鋅期間，鋼基與熔融鋅之間的合金化反應(yīng)是受阻的，由于有些部位的純鐵層很薄，si/Mn氧化物薄膜很厚，從而導(dǎo)致未鍍層點的出現(xiàn)。
另一方面，含Ni和Cu(Si和Mn除外)的開發(fā)鋼其純鐵層較厚，而Si/Mn氧化物薄膜較薄而且是片狀的，所以在浸入到熔融鋅池期間合金化反應(yīng)容易進(jìn)行。也就是說，向SiMn鋼中添加Ni和Cu可以使進(jìn)入鋅池前退火期間皮下層形成的氧化物形狀發(fā)生變化，從而使鋼板的鍍鋅得到改善。此外，在開發(fā)鋼中，皮下層內(nèi)Mn濃度明顯降低似乎可以表明一種可能性，即皮下層形成Si/Mn氧化物的化學(xué)成分不同于基本鋼的。但在目前的研究中尚未發(fā)現(xiàn)明顯的差別。
5結(jié)語
調(diào)查Si—Mn鋼添加Ni和Cu對鍍鋅性能和進(jìn)入熱浸鍍鋅之前退火期間氧化物形成狀態(tài)影響的結(jié)果如下：
(1)Si—Mn鋼添加Ni和Cu可以改善鋼板與熔融鋅的浸潤性，抑制未鍍層的發(fā)生幾率。
(2)添加Ni和Cu可以加速浸入鋅池期間及以后Fe～Zn合金化反應(yīng)。
(3)添加Ni和Cu可以將熱浸鍍鋅之前退火期間在皮下層形成微細(xì)Si/Mn氧化物的形狀從連續(xù)的薄膜改變成斷續(xù)的片狀，并同時加速鋼基表面附近不定形si內(nèi)部氧化物的形成。氧化物形態(tài)的改變可以改善鋼板熱浸鍍鋅的可鍍性。?
(3)添加Ni和Cu可以將熱浸鍍鋅之前退火期間在皮下層形成微細(xì)Si/Mn氧化物的形狀從連續(xù)的薄膜改變成斷續(xù)的片狀，并同時加速鋼基表面附近不定形si內(nèi)部氧化物的形成。氧化物形態(tài)的改變可以改善鋼板熱浸鍍鋅的可鍍性。?
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