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热镀锌是一种经济适用的钢铁结构产品防锈处理方法,广泛应用于建筑、家电、汽车工业等行业。汽车用GA镀锌板为高附加值产品,需求量大,价格高,世界各大钢铁企业都将汽车用镀锌板列为最重要产品之一。而我国生产的GA镀锌板在冲压时易出现粉化或剥落缺陷,造成冲压零部件极高的返修率和废品率。因此迫切需要对镀层相结构的影响因素及作用机理进行研究。通过向钢基体或锌池中添加合金元素来控制镀锌层的相结构是一种经济有效的方法。而通过有限元模拟优化镀层的相结构以达到最佳的抗粉化性能,对设计镀锌钢板的合金化工艺参数有较强的指导意义。80年代以来,无间隙原子钢(IF钢)已成为国际汽车镀锌板领域研究与生产的热点。Ti元素是无间隙原子钢中不可缺的一种元素。为弄清钢基体中的Ti元素对热浸镀锌镀层组织及合金化的作用机理,本工作设计了Fe-Ti/Zn-Al固-固扩散偶。通过Fe-0.05wt.%Ti/Zn-0.2wt.%Al、Fe-0.1wt.%Ti/Zn -0.2wt.%Al、Fe-0.4wt.%Ti/Zn-0.2wt.%Al和Fe-0.8wt.%Ti/Zn-0.2wt.% Al固-固扩散偶研究钢基体中不同的Ti含量对Fe-Zn反应及扩散层组织的影响。通过Fe-0.1wt.%Ti/Zn-0.2wt.%Al、Fe/Zn-0.2wt.%Al和Fe/Zn-0.2wt.%Al-0.1wt.%Ti固-固扩散偶对钢基体和锌基体中微量Ti元素对Fe-Zn反应的作用进行比较研究。扩散工艺参数如下:扩散温度为380℃,扩散时间分别为2,4,8,14小时。采用扫描电子显微镜和能谱分析仪分析扩散偶中的扩散层组织的组成及相成分。通过实验研究与分析得到的主要结论如下:1. Ti能显著促进Fe-Zn扩散层的生长。Fe-Ti/Zn-Al扩散偶中的扩散层厚度随钢基体中Ti含量的增加而增厚,在Ti含量为0.4wt.%时扩散层厚度达到最大值,随后扩散层的厚度随Ti含量的增加而减薄。2. Ti含量相同时,Ti元素加入到钢基体中对Fe-Zn反应的促进效果比Ti加入到锌基体中的促进效果更为明显。3. Ti元素能促进扩散层中δk相在Г相和δp相界面处的形核与长大。4.Ti能提高ζ相的生长速度,从而减缓了ζ相的消失过程。当扩散偶中不含Ti元素时,扩散层中的ζ相迅速消失;而当基体含有Ti元素时,扩散偶中ζ相缓慢减少。5.对于Fe-Ti/Zn-Al和Fe/Zn-Al-Ti扩散偶,扩散层的生长动力学曲线呈抛物线变化;而Fe/Zn-Al扩散偶的生长动力学曲线呈直线变化。6.通过有限元模拟了GA钢板的粉化过程,GA板镀层近似作δ单相处理,厚度为30μm,低碳钢板厚度为0.25mm,界面结合强度为180MPa。在不考虑残余应力的情况下,变形量约30%的时候出现界面剥离现象。