加热温度与保温时间对铝-硅镀层组织演变的影响

郭 健, 魏焕军, 杨丽娜, 赵江林

(唐山钢铁集团有限责任公司 技术中心, 唐山 063016)

22MnB5热成形钢已广泛用于汽车零部件的生产中，但传统热成形钢由于热处理奥氏体化过程中存在表面氧化起皮等问题，导致钢板表面强度和模具使用寿命降低。热浸镀铝-硅镀层主要由铝-铁和铝-硅-铁二元及三元金属间化合物组成，具有良好的耐高温和抗氧化性能，而且热成形后的镀层还具有良好的耐腐蚀性能，已广泛应用于热成形钢的生产中。目前国内外已有对铝-硅镀层相结构组成方面的研究[1-7]，为明确热处理加热过程对镀层组织的影响，笔者重点分析了加热前后铝-硅镀层相结构的变化，及在不同加热温度和保温时间下，镀层中合金层厚度的变化规律，以期为控制热成形产品质量提供参考。

1 试验材料与试验方法

试验采用材料为22MnB5钢，厚度为1.2 mm的铝-硅镀层钢板，EN 10083-3：2006SteelsforQuenchingandTempering—Part3:TechnicalDeliveryConditionsforAlloySteels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 Chemical compositions of steel plate (mass fraction) %

采用Gleeble 3500型热模拟机将钢板分别加热至870，890，910，930，950 ℃保温5 min，冷却至室温，测试不同加热温度下的合金层厚度；将试样加热至920 ℃，分别保温1，5，10，20 min后冷却至室温，测试不同保温时间下的合金层厚度。利用金相显微镜、扫描电镜、辉光光谱仪分析镀层钢板不同加热工艺前后铝-硅镀层微观组织、镀层成分、合金层厚度的变化。

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 μm。……