先进高强钢板可镀性及内氧化模型研究进展.pdf

2011年6月?第28卷?第3期
轧
Jun. 2011 Vol28 No. 3
STEEL ROLLING
综述
先进高强钢板可镀性及内氧化模型研究进展
崔青玲,李建平,张晓明
东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110004)
摘要:先进高强钢中含有大量的Si、Mn等合金元素,这些元素在退火时会扩散到钢板表面并氧化,所产生
的表面氧化物降低了锌液对钢板的浸润性,影响了镀锌产品的质量。本文介绍了先进高强钢板可镀性及内氧
化数学模型研究的进展,通过改变基体的化学成分、退火气氛的露点和H2-N2比例,将影响钢板可镀性的合
金元素氧化控制为内氧化,改善了钢板的可镀性。
关键词:连续热镀锌;先进高强钢;可镀性;内氧化数学模型
中图分类号:TG174,44文献标识码:A文章编号:1003-9990(2011)03-0043-05
New Advance in Galvanizability and Internal Oxide Model of
酾大
Advanced High-strength Steel
CUI Qing ling, LI Jian-ping, ZHANG Xiao-ming
(The State Key Lab of Rolling &.Automation, Northeastern University, Shenyang 110004, China)
c
Abstract: Alloy elements in advanced high strength steel, such as Si and Mn, are preferentially oxidized on
stcel surface during annealing. The surface oxide layer reduces the wettability of the steel and results in poor
卫制
coating quality. New advances in galvanizability and internal oxide model of advanced high strength steel were
presented. The alloy elements were internal oxidized by changing the chemical composition of steel substrate
天门
dew-point and H2 -Ne ratio of annealing atmosphere to improve galvanizability of the steel
Key words: continuous hot-dip galvanizing; advanced high strength steel; galvanizability; internal oxide math-
ematic model
1前言
镀性,同时,完善内氧化数学模型可以从理论上预△
为满足汽车产业对板材轻量化的发展要求,测合金元素发生内氧化的退火条件。
髙强镀锌板已成为目前研发的热点。典型的先进2先进高强钢板可镀性硏究现状
传感器及具控制
高强钢包括双相DP钢、相变诱发塑性TRIP钢
现代热镀锌工艺将带钢的退火和镀锌有机结
以及李晶诱导塑性TWIP钢。高强钢中含有大合,带钢在含有还原性气体的退火炉中完成退火
量Si、Mn等合金元素,退火时会扩散到钢板表面和表面处理后,随即浸入熔融的锌液中进行镀锌。
形成稳定的氧化物,产生表面漏镀点,影响钢板的镀锌产品质量取决于镀锌前钢板的表面状态,而
可镀性,这是高强度热镀锌钢板生产中的一个最影响镀锌前钢板表面状态的主要因素有钢板基体
大难点。
的化学成分和退火工艺
为提高髙强钢板的可镀性,本文介绍了先进2.1退火工艺对可镀性影响的研究
高强钢板在退火过程中合金元素发生的表面偏
镀锌产品缺陷与退火过程中合金元素在钢板
析、氧化现象及其对可镀性的影响,指出通过退火表面富集以及氧化特性密切相关。早期研究发
工艺的控制和基体成分的改变可有效提高钢板可现,一些合金元素在退火时会发生选择性氧化,
收稿日期:2010-11-19
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50874028
作者简介:崔青玲(1973-),女(汉族),山西夏县人,博士,讲师,主要从事汽车板研发和材料热力学研究
2011年6月出版
Grabke的研究表明,即使在真空条件下退火,H2-95%N2和15%H2-85%N2、退火时间分别
某些合金元素也会在钢板表面偏析。研究还发为60,120s时,DP钢表面发生了选择性氧化,这
现,在大范围的氧分压退火气氛中,铁没有被氧是由于DP钢中Mn和Si含量较高,生成了浸润
化,而合金元素Mn、Al、Si等容易被氧化,这种选性很差的 Nsic。研究结果还发现,增加退火
择性氧化会加剧合金元素以氧化物形式在钢板表气氛中H2含量,会减少外氧化从而改善浸润性,
面偏析。 Mahieu2等的研究表明,在连续退火此外,随着退火时间的延长,钢板表面的氧化物覆
时,H2-N2组成的保护性气体还原了氧化铁,但钢盖率增加
中其他合金元素却被氧化了。 Herveldtu等的研
Bellhouse等研究了退火气氛分别为5%
究工作表明,C-Mn- Si TRIP钢镀锌板的表面缺H12-95%N2、露点为-30℃和20%H12-80%
陷是由退火过程中在钢板表面形成浸润性差的膜N2、露点为-53℃时TRIP钢中的合金元素Mn
状氧化层引起的。 Decoomanl?的研究认为,冷Si、A!对镀锌前钢板表面组织的影响,发现钢板
轧TRIP钢可镀性差是由于临界退火过程中在钢在后者中退火后,其表面氧化层厚度减小、氧化物
板表面形成了复杂的硅锰氧化物,并指出影响氧分布改变,从而提高了浸润性。
化物形成的主要因素是保护性气体的残余氧含量
Mahieulll-对传统C-Mn- S TRIP钢的镀锌
和露点
行为进行了研究,退火气氛为5%H2-95%N2、露
对先进高强钢而言,以往研究退火工艺参数点分别为-30、10℃,发现随着露点的提高,热镀
甫值
(如加热和冷却速率、温度及时间)的目的是为了锌后镀层质量有所改善,但由于传统TRIP钢中
获得所需要的力学性能和晶粒尺寸,而很少关注高含量的Si在表面偏析,阻碍了镀锌过程中中间
其对后续热浸镬工序的影响。退火工艺对钢板表层的形成,导致镀层质量较差,且存在漏镀点。并
面状态的影响主要体现在退火气氛的组成利和露点且由于受锌液温度的限制,贝氏体转变温度太高,
卫制控制上
不能得到足够的残余奥氏体
天
Eyme等研究了点分别为-60、-4、
Kim等2对不同露点条件下退火后TRIP
传
30、-10、0℃时双相钢的表面选择性氧化,发现随钢和CP钢的镀锌层和合金化镀层进行了分析,
着露点的提高,外氧化减小、内氧化增加,表明选退火气氛为10%H2-90%N2,露点分别为0
)事性氧化机制要坦火气氯属点的响
35、-60℃时,发现合金成分与露点不同,钢板表
Parezanovicl67等研究了露点变化时钢中
面的氧化物也不同,并且镀层质量随着露点降低
公金元素的氧化情,发现随者露点提商,M、A、而变坏,其指出为改蒋可镀性,可以根据