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1、表面氧化物对高强度冷轧钢板磷化处理性能的影响（H）野村正裕等摘要Si和Mn是钢材的基本合金元索，这些合金元索不仅对氧化敏感，容易在钢材表面形成氧化物，而且对钢板的表烦性能如磷化处理性能也有很大的影响。另一方面，近年來为提高汽车防碰撞性能和减轻车身巫量，对汽车用冷轧钢板强度的要求越來越高。为提高钢板的强度，添加这些合金元素是非常有效的办法。为调查Si和Mn对磷化处理性能的影响,从表面氧化物的观点出发，分析了添加Si和Mn后钢板表面形成的氧化物的种类和分布形态。结果发现，添加Si后钢板的磷化处理性能变差，这是因为钢板表而形成的Si氧化膜会破坏磷化处理性
2、能。同时还发现氧化物的形成除受Si含量的影响外，还受'仆含量的影响，即使在Si含量较高的情况下，控制Mn含量也可以提高钢板的磷化处理性能。关键词磷化处理性能高强度钢板表面分析1前言近年来，为减轻汽车车身重量和提高汽车防碰撞性能，汽车用冷轧钢板高强度化的研究与开发取得了很大的进展。提高钢板强度的方法很多，比如在DP（双相）钢板和TRIP（相变诱发塑性）钢板的复相组织中,Si、Mn等基本合金元素是必不可少的，其添加量要比传统的低强度钢板多。另一方面，由于添加的合金元素是易氧化性元素,钢板表面容易形成氧化物,尤其是Si对磷化处理性能会产牛不良影响。本文就
3、添加Si.Mn时形成的表面氧化物的种类、分布状态以及氣化物状态与磷化处理性能的关系进行了解析，并对结果进行了阐述。另外,根据影响磷化处理性能的氧化物状态和成分间的关系，在Si含量较高的条件下试制了磷化处理性能和力学性能都好的钢板,其实验结果也一并进行了介绍。2实验方法2.1钢板的表面分析对不同Si.Mn含量的冷轧钢板进行解析。其屮，用于钢板表面解析试样的详细情况示于表1。由于推测钢板表面生成的化合物非常薄,因此先用表面分析效果好的AES（俄歇电子分光计）测定元素,然后用TEM（透射电子显微镜）观察表面氧化物的断面和萃取复型。为了对观察到的表面氧化物
4、的物质进行对比鉴定，用装有TEM-56—万方数据的EDX（能量色散X射线光谱仪）进行元素分析和衍射图形分析。表1分析川钢的化学成分/%钢种CsMnPSNo.10.171.352.00.0150.001No.20.110.701.90.0050.001另夕卜,还对Si、Mn含量变化大的试样的磷化处理性能进行了评价，用XPS（X射线光电子光谱仪）进行了表面分析，系统解析了SisMn含量与磷化处理性能及表面氧化物的关系。另外，用SEM（扫描电子显微镜）对磷化处理后的试样表面进行了观察，根据结晶形态和覆盖率对磷化处理性能进行了评价。2.2钢板的试制和特性评
5、价根据表面分析的结果，试制了A、B两种钢板，分别对磷化处理性能和力学性能进行评价。表2示出两种钢板的化学成分。为使A钢板的强度达到980MPa,添加了Mo。在连续退火线上进行850%退火后，将A钢板冷却至560T>B钢板冷却至450弋，然后进行水淬火,接着进行了过时效处理（200七）。采用JIS5号试样进行抗拉试验，评价其力学性能。试制钢板的磷化处理使用了普通磷化处表2试验钢板的化学成分/%钢种CSiMnPSVloA0.080.72.40.0100.0010.20B0.081.03.00.0100.001理液，用SEM观察了处理后的钢板表面，还测足
6、了磷酸锌附着量和P/(P+H),评价了磷化处理性能。另外,将磷化处理和涂覆后的钢板交叉刻痕后，放在55T的5%NaCl水溶液中浸渍240h后，根据胶带剥离宽度(盐浸渍试验)，对涂层的附着性进行了评价。3实验结果和研究3.1钢板表面氧化物的表面分析图1为用AES测定钢板表面元素的结果。由图可知,No.2的元素分布均匀，而No.l则出现Si的不均匀分布(颜色深浅不同)。以往认为,Si会使磷化处理性能变差,但根据SEM观察结果可知，在Si含量高的No.1中存在磷酸锌的附着部位和未附肴部位混合的现象。用盐酸将磷化处理后试样中的磷酸锌结晶淸除，调查了Si不均
7、匀分布部位和磷酸锌附着/未附着部位的关系。结果见图2。由图可知，钢板表面的Si分布对磷酸锌的未附着有很大影响，即对磷化处理性能有很大影响。3.2表面氧化物断面的TEM分析为详细掌握图1所示的元素分布情况，对表面氧化物断面的TEM组织进行了观察，结果见图3o由图可知,No.1中存在着厚度为50mn左右的膜状物质。用EDX对该物质进行分析厉，检测出图1磷化处理前各种元索在钢板表面的分布万方数据兀累的分布图2未涂覆区域和Si分布(No.l)之间的关系(与Si检测区域一致的未涂覆区域)图3表面氧化物横截面的TE1图像O、Si、Mn、Fe、Cu等元索。由
8、于膜状物质的厚度很薄(50nm),因此可以认为检测出的Fc是基体中的Fe。另外,Mn的峰值高度比Si和0小。由此可以认为，
