高强钢合金化热镀锌镀层显微结构与性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文高强钢合金化热镀锌镀层显微结构与性能研究摘要为揭示热镀锌镀层显微结构与其宏观性能的关系，本文考察了低温合金化条件下IF钢合金化热镀锌板(GA钢板)的结构与性能。采用60°V弯曲实验和电化学方法分别研究不同样板的抗粉化和耐腐蚀性能，并借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、辉光放电谱仪(GDS)等材料性能检测设备和手段，研究了不同合金化退火时间对镀层表面形貌和微观结构的影响规律，同时对镀层显微结构与其抗粉化和耐腐蚀性能之间的关系进行了较深入的探讨。SEM和XRD检测发现，镀

2、层表面主导相随着合金化退火时间的提高依次是η→ζ→δ1p→δ1k相；当合金化退火时间足够长的时候(30min)，Γ1相也有少量出现在镀层表面；而合金化处理过程中，镀层/基体界面处铁锌化合物生成的顺序是：ζ→δ1p→δ1k→Γ和Γ1相。60°V弯曲实验表明，镀层中的η相和ζ相对镀层抗粉化性能的提高有着积极贡献；而Γ相和Γ1相的存在则会使镀层的抗粉化能力迅速恶化；δ1p相转化为δ1k相也会降低镀层的抗粉化性能；为得到较好的成型性能，应适当减少合金化退火时间，以得到比较合适的镀层组织，即ζ相少量存在1上海交通大学硕

3、士学位论文于镀层表面，镀层中的主导相是组织较为疏松的δ1p相。塔菲尔极化曲线显示，经30min合金化处理的样板H在5%NaCl溶液中耐腐蚀性最好，其自腐蚀电位为-0.776V。其他镀层自腐蚀电位从高到低依次是：EcorrH>EcorrG>EcorrE>EcorrF>EcorrD>EcorrC>EcorrA，耐蚀性能大体上随着合金化退火时间的延长而提高；电化学阻抗图谱和等效电路拟合计算结果显示，镀层表面存在大量η相和ζ相时，镀层很容易被击穿；而镀层中的主导相是δ1k相时，组织比较致密，拟和的镀层电阻Rc值增大，

4、镀层耐腐蚀性能提高。具有最佳抗粉化性能的镀层显微结构与具有最佳耐腐蚀性能的镀层显微结构并不相同。当GA钢板需要获得较高加工性能的时候，应减少合金化退火时间，以保留韧性较好的ζ相，获得优异的抗粉化性能；当GA钢板加工量小，而对耐腐蚀性能有较高要求时，应适当延长合金化退火时间，以生成致密的δ1k相提高镀层的耐蚀性能；镀层表面ζ相正好消失，镀层主导相为疏松的δ1p相时，GA钢板兼具较好的抗粉化和耐蚀性能。关键词：高强度IF钢，合金化热镀锌，铁锌化合物，抗粉化性能，耐腐蚀性能2上海交通大学硕士学位论文RESEARCH

5、ONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFCOATINGONGALVANNEALEDHIGH-STRENGTHSTEELSABSTRACTToinvestigatetherelationshipbetweenthecoating’smicrostructureandproperties,somegalvannealedspecimens,preparingonhigh-strengthinterstitial-free(IF)steelswithdifferentgalvannealing

6、time,werestudied.60degreeV-bendingtestandelectrochemicalcorrosiontestwerecarriedouttostudythespecimen’spowderingresistanceandcorrosionresistancerespectively.Therelationshipbetweenthecoating’smicrostructureandpropertieswasdiscussedbasingonscanningelectronmic

7、roscope(SEM),X-raydiffraction(XRD)andglowdischargespectrometer(GDS).SEMandXRDobservationshowedthemasterphaseonthesurfacewasη→ζ→δ1p→δ1kinorderwiththeincreaseofgalvannealingtime.Givenlongenoughgalvannealingtime,fewΓ1phasecouldbeobservedonthesurface.While,inth

8、einterface,theiron-zincintermetallicsformedastheorderofζ→δ1p→δ1k→ΓandΓ1phaseduringthegalvannealingprocess.60degreeV-bendingtestshowedthatηandζphasehadapositivecontributiontothecoating’spowderingresista