對3種成分的高強(qiáng)汽車板進(jìn)行相同的熱浸鍍鋅工藝處理,研究表面氧化物的熱力學(xué)成因及其對界面層組織的影響,并對不同變形量條件下的拉伸斷裂行為進(jìn)行原位分析。結(jié)合微觀組織分析與熱力學(xué)計算可以看出,鋼板成分的不同會造成其表面氧化物的形成差異。當(dāng)Mn2SiO4與SiO2為熱力學(xué)穩(wěn)定相時,界面處難以形成連續(xù)的Fe2Al5Zn0.4抑制層,鋅液與Fe基體反應(yīng)生成ζ-FeZn13脆性化合物,在拉伸過程中界面易開裂且裂紋會向基體擴(kuò)展,導(dǎo)致力學(xué)性能下降;當(dāng)少量MnO與Mn2SiO4為熱力學(xué)穩(wěn)定相時,形成以Fe2Al5Zn0.4抑制層為主的界面組織,拉伸裂紋在界面產(chǎn)生,而后向Zn層擴(kuò)展,鋼板的拉伸斷裂主要由基體的失效所致;而當(dāng)鋼板表面形成大量MnO與FeO亞穩(wěn)相時,通過鋁熱還原反應(yīng)形成的Fe會與鋅液接觸,使Zn層內(nèi)部形成脆性Γ-Fe11Zn40相,拉伸裂紋極易在Zn層產(chǎn)生并擴(kuò)展,而界面未還原的MnO層與基體結(jié)合強(qiáng)度較高,拉伸斷裂由基體失效所致。

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【部分圖文】：

圖1原位分析時拉伸實(shí)驗樣品尺寸示意圖

采用搭載1.5kN拉伸試驗臺的Apollo3000熱場發(fā)射掃描電鏡(SEM)對3種高強(qiáng)鋼的拉伸斷裂行為進(jìn)行原位觀察，加速電壓為20keV，拉伸速率為0.1mm/min。樣品尺寸如圖1所示，樣品厚度為1.2mm。在觀察界面組織時，樣品需經(jīng)機(jī)械磨拋及4%(體積分?jǐn)?shù)，下同)硝酸....

圖23種高強(qiáng)鋼經(jīng)HCl、H2SO4腐蝕后的表面形貌及EDS分析

圖3～5分別為No.1～No.3鋼在退火溫度為870℃、露點(diǎn)為+10℃熱浸鍍鋅條件下基體/Zn層界面組織的TEM分析結(jié)果。結(jié)合圖3a的界面形貌和EDS分析可以看出，No.1鋼界面區(qū)域由上部Zn層、Fe-AlZn抑制層(虛線區(qū))和Fe基體構(gòu)成。結(jié)合圖3b和c的結(jié)構(gòu)分析可知，抑制層主....

圖3No.1鋼在退火溫度為870℃、露點(diǎn)為+10℃熱浸鍍鋅條件下基體/Zn層界面組織的TEM分析

圖23種高強(qiáng)鋼經(jīng)HCl、H2SO4腐蝕后的表面形貌及EDS分析2.2高強(qiáng)鋼表面氧化物形成的熱力學(xué)分析

圖4No.2鋼在退火溫度為870℃、露點(diǎn)為+10℃熱浸鍍鋅條件下基體/Zn層界面組織的TEM分析

式中，為飽和水蒸氣壓，MPa;為H2分壓，MPa;為O2分壓，MPa;Td為露點(diǎn)，℃；T為退火溫度。本工作中使用的退火溫度為870℃，還原性氣氛為20%H2+80%N2(體積分?jǐn)?shù))，因此取0.2。由式(1)和(2)計算可得，當(dāng)露點(diǎn)為+10℃時，其為4.69×10-21MPa。由圖....

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