溫乃盟,任玉苓

(寶山鋼鐵股份有限公司,上海 ２０１９００)

摘 要:對熱鍍５５％AlＧZn鋼板分別進(jìn)行了３００,３５０,４００,４５０ ℃的烘烤處理,研究了不同溫度烘烤２４h后其表面鍍層的光澤度、單位面積質(zhì)量、形貌、化學(xué)成分、結(jié)合性能等的變化,分析了該鋼板的耐熱性能.結(jié)果表明:在不超過３５０ ℃下烘烤２４h后,鍍層未發(fā)生任何變化;當(dāng)在４００℃烘烤２４h后,鍍層的光澤度略微下降,表面出現(xiàn)裂紋,但表面形貌、化學(xué)成分、單位面積質(zhì)量和結(jié)合性能均未發(fā)生明顯變化;當(dāng)在４５０ ℃烘烤２４h后,鍍層的光澤度顯著降低,單位面積質(zhì)量明顯減小,結(jié)合性能變差,部分鍍層脫落.

關(guān)鍵詞:熱鍍鋁鋅鋼板;耐熱性能;結(jié)合性能;光澤度

中圖分類號:TG１７４．４４３ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:１０００Ｇ３７３８(２０１８)０５Ｇ００３２Ｇ０３

０ 引 言

為了提高鋼鐵材料及其制品的耐腐蝕性能,美國伯利恒鋼鐵公司對鋼板進(jìn)行了表面熱鍍鋁鋅處理,開發(fā)了 Galvalume(５５％A１Ｇ４３．５％ZnＧ１．５％Si,質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)熱鍍鋁鋅鋼板[１Ｇ２],該鋼板既具有鋅鍍層的陰 極 保 護(hù) 能 力,又 具 有 鋁 鍍 層 的 耐 腐 蝕 性能[３Ｇ５],因此其用途日益廣泛[６Ｇ７].汽車、家電中的零部件,如汽車廢氣排氣管、電烤箱內(nèi)襯等都要求材料具有良好的力學(xué)性能、耐腐蝕性能以及耐熱性能,目前應(yīng)用較多的材料為鋁板、熱鍍鋁鋼板等[８].熱鍍鋁鋅鋼板的耐熱性能雖然略低于上述板材的,但是其良好的耐蝕性能和相對低廉的價格使其有可能成為上述板材的替代品.目前,有 關(guān) 熱 鍍 鋁 鋅 鋼 板 耐 腐 蝕 性 能 的 研 究 較多[３Ｇ５,７,９Ｇ１０],但對其耐熱性能的研究較少.因此,作者研究了不同溫度烘烤２４h后熱鍍５５％AlＧZn鋼板表面鍍層的光澤度、單位面積質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、結(jié)合性能等的變化,分析了熱鍍鋁鋅鋼板的耐熱性能.

１ 試樣制備與試驗方法

試 驗 材 料 為 國 產(chǎn) 熱 鍍 鋁 鋅 鋼 板,牌 號 為DC５１D＋AZ,鋼板厚度為０．８mm,雙面鍍層;鍍層的單位面積質(zhì)量為７５g??m－２,化學(xué)成分見表１.在試驗鋼板上截取尺寸為１００mm×１００mm×０．８mm 的試樣,分別采用精度為０．０００１g的 MettlerToledoAL２０４型精密天平、SheenTriＧGLOSSmaster型光澤度 儀 測 試 樣 的 原 始 質(zhì) 量 與 光 澤 度,然 后 在CW６６８０ＧJ１ＧST３５０型烘箱中進(jìn)行烘烤處理,溫度分別為３００,３５０,４００,４５０ ℃,每烘烤６h取出并冷卻后測試樣的質(zhì)量與光澤度,再放入烘箱中烘烤,如此反復(fù)４次.由于試驗鋼板為雙面鍍層薄鋼板,試樣質(zhì)量的變化可近似為鍍層質(zhì)量的變化,由此可計算出鍍層在不同溫度下烘烤不同時間后的單位面積質(zhì)量變化與光澤度變化.采用 ZeissImager．M２m 型光學(xué)顯微鏡觀察未烘烤試樣和在不同溫度下烘烤４次(共２４h)后試樣的表面與橫 截 面 形 貌,并 利 用ZeissEVO MA２５型掃描電子顯微鏡附帶的能譜儀(EDS)測 鍍 層 的 化 學(xué) 成 分.按 照 GB/T３０７９１—２０１４,在彎折機(jī)上進(jìn)行１８０°彎曲試驗,試樣的平面尺寸為１００mm×８０ mm,如果試驗后鍍層不發(fā)生脫落則說明鍍層與基體結(jié)合良好.

２ 試驗結(jié)果與討論

２．１ 鍍層的質(zhì)量與光澤度變化

由圖１可以看出:隨著烘烤時間的延長,當(dāng)烘烤溫度低于４００℃時,鍍層的單位面積質(zhì)量變化很小,而當(dāng)烘烤溫度達(dá)到４５０ ℃時,其單位面積質(zhì)量明顯降低;當(dāng)烘烤溫度低于３５０℃時,鍍層光澤度的變化不明顯,當(dāng)烘烤溫度達(dá)到４００ ℃時,光澤度略微下降,烘烤溫度達(dá)到４５０ ℃后,光澤度顯著降低.

２．２ 鍍層的形貌

由圖２可以看出:在３００,３５０ ℃烘烤２４h后,鍍層表面及 橫 截 面 形 貌 均 未 發(fā) 生 任 何 變 化,與 未烘烤處理的相同;當(dāng)烘烤溫度達(dá)到４００ ℃時,鍍層表面出現(xiàn)微裂紋,橫截面形貌無明顯變化;當(dāng)烘烤溫度為４５０ ℃ 時,鍍 層 發(fā) 黑 且 粗 糙,出 現(xiàn) 氧 化、脫落現(xiàn)象,且鍍層變得疏松、不完整.

２．３ 鍍層的化學(xué)成分及結(jié)合性能

由表２可以看出:在３００,３５０,４００℃烘烤２４h后,鍍層的化學(xué)成分變化很小;當(dāng)烘烤溫度達(dá)到４５０℃時,鍍層的成分發(fā)生了明顯的變化,其中鋁元素含量增大,鋅元素含量減少,同時鍍層含有較多的鐵元素,這說明鍍層不完整,出現(xiàn)了脫落現(xiàn)象.彎曲試驗后,３００,３５０,４００ ℃烘烤２４h的鍍層均未脫落,說明鍍層的結(jié)合性能較好;４５０ ℃烘烤的鍍層脫落,說明鍍層的結(jié)合性能較差.