合金化熱鍍鋅鍍層組織模擬及應用.pdf

1、近年來,鍍鋅鋼板已經(jīng)廣泛的應用于汽車行業(yè),其中合金化鍍鋅鋼板(GA),由于其優(yōu)越的焊接性能、防腐性能以及涂裝性能而引起了極大的重視。合金化鋼板是指經(jīng)過鍍鋅池(含有0.135wt.％Al)鍍鋅后進行合金化退火之后的鋼板。鍍層中可能包含ζ相、δ相、Γ1相和Γ相。合金化鋼板在沖壓和成型過程中導致的粉化和剝落問題一直沒有得到很好的解決。因此,確定合金化最佳鍍層組織和工藝路線,成為解決鍍鋅鋼板鍍層粉化問題研究的重點。
　　本論文中,在基于Z

2、n為主擴散元素的基礎上建立了熱浸鍍鋅合金化工藝過程中相演變的數(shù)學模型,模擬了合金化過程中相生長動力學,把合金化過程描述成一個有限/半無限、多相體擴散型相轉(zhuǎn)變過程,其中包括了Zn在三相ζ相、δ相和Γ相中的擴散以及η/ζ、ζ/δ、δ/Γ和Γ/α四個界面的移動。該合金化數(shù)學模型中考慮了抑制層推遲合金化進程作用、抑制層的破壞過程中流入鍍層的鐵的量和Γ相的出現(xiàn)需要的時間等過程的影響,更加科學準確的模擬了合金化工藝過程。用數(shù)值分析的方法解該數(shù)學模型

3、,C語言編程獲得計算結果。通過與實驗結果對比,模型能夠較為準確的模擬了鍍層鐵含量、Γ相的厚度和鍍層中Zn的濃度曲線。在較低合金化溫度下,ζ相的生長速度高于δ相的生長速度。對于相同的鍍層鐵含量,合金化溫度高的Γ相要厚些。
　　模型實現(xiàn)了變溫合金化工藝過程的數(shù)值模擬,解決了變溫過程中抑制層的破壞需要的時間、變溫過程中Γ相的出現(xiàn)時間以及建立了變溫過程中合金化溫度高于530℃時ζ相不穩(wěn)定的模型,實現(xiàn)了連續(xù)變溫處理。采用Visual C++

4、6.0開發(fā)了GA鍍鋅鋼板合金化工藝參數(shù)最優(yōu)化計算軟件。該軟件包含了較為全面的工藝參數(shù),與實際生產(chǎn)線較為符合。該軟件在設計上簡單明了,功能齊全,預測結果準確,并且能夠優(yōu)化合金化工藝參數(shù),可作為GA鋼板工藝研發(fā)及工藝改進方面的實用工具。
　　通過實驗和模擬分別研究了先高溫后低溫合金化工藝。研究表明,實驗中先高溫后低溫合金化工藝能獲得與低溫合金化工藝相似的顯微組織,并且縮短了合金化時間。模擬的結論與實驗結論一致。先高溫后低溫合金化工藝既