Page 48 - 理化检验-物理分册2021年第一期
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郭 健, 等: 加热温度与保温时间对铝 - 硅镀层组织演变的影响
的 铝 - 硅 镀 层 钢 板, EN 10083-3 : 2006 Steelsf or
—
Quenchin g and Tem p erin g Part 3 : Technical
Deliver yConditions f orAllo ySteels 中22MnB5 钢
的化学成分见表 1 。
表 1 钢板的化学成分( 质量分数)
Tab 1 Chemicalcom p ositionsofsteel p late massfraction %
C Si Mn Cr B Mo Fe
0.200~ ≤ 1.00~ ≤ ≤ ≤
余量
0.250 0.100 1.400 0.350 0.005 0.350
图 2 加热前钢板截面的成分线扫描结果
Fi g 2 Com p ositionlinescannin g resultsofsteel p late
采用 Gleeble3500 型热模拟机将钢板分别加热
sectionbeforeheatin g
至 870 , 890 , 910 , 930 , 950 ℃ 保温 5 min , 冷却至室
同时含有少量块状富铁相。钢板镀层表面相结构形
温, 测试不同加热温度下的合金层厚度; 将试样加热
成是由于镀液凝固过程中, 首先富铝相的树枝晶形
至920℃ , 分别保温1 , 5 , 10 , 20min后冷却至室温,
成长大, 在这个过程中硅元素从树枝晶中排出并富
测试不同保温时间下的合金层厚度。利用金相显微
集于树枝晶的间隙位置, 形成铝 - 硅二元合金; 同时
镜、 扫描电镜、 辉光光谱仪分析镀层钢板不同加热工
凝固过程中有一部分铁原子透过界面层扩散至镀层
艺前后铝 - 硅镀层微观组织、 镀层成分、 合金层厚度
树枝晶间隙中, 在钢板表面形成了块状铝 - 铁 - 硅三
的变化。 [ 5 ]
元合金组织 。
2 试验结果与讨论
2.1 加热前钢板截面微观组织结构
加热前铝 - 硅镀层钢板截面的微观组织形貌见
图 1 , 可见截面组织主要由钢基体、 中间合金层、 表
面铝 - 硅层 3 部分组成, 合金层厚度为 5~7 μ m 。钢
板截面成分线扫描结果见图 2 , 可见由钢基体至镀
层表面方向中间合金层中铝元素的含量逐渐升高,
, 二 图 3 加热前镀层表面微观组织形貌
铁元素的含量逐渐降低, 形成 Fe 2Al 5 Fe 2 SiAl 7
元和三元金属间化合物 [ 5-6 ] 。镀层厚度均匀, 合金层 Fi g 3 Microstructuremor p holo gy ofcoatin g surface
beforeheatin g
与钢基体相界面连续、 清晰, 提高了镀层与基体之间
2.3 加热后钢板截面微观组织结构
的结合力。
将钢板加热到 920 ℃ 保温 5min 冷却后, 铝 - 硅
镀层厚度方向微观组织形貌见图 4 , 可见主要由表
面铝 - 硅层、 镀层中间合金层、 钢基体 3 部分组成, 镀
图 1 加热前镀层钢板微观组织形貌
Fi g 1 Microstructuremor p holo gy ofsteel p latecross
sectionbeforeheatin g
2.2 加热前镀层表面微观组织 图 4 热处理后钢板截面微观组织形貌
Fi g 4 Microstructuremor p holo gy ofsteel p latecrosssection
加热前钢板镀层表面的微观组织形貌见图 3 ,
afterheattreatment
可见主要由富铝相、 富硅相组成, 富铝相比例最高,
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