微量Er对汽车用热浸镀锌镀层组织与性能的影响

宋 捷,卢新峰,田志奇

(1. 山西机电职业技术学院，长治 046000； 2. 太原理工大学，太原 030024)

第三代汽车钢是在节约资源、降低成本、汽车轻量化和提高安全性的要求下，开发出的轻量化和安全性指标高于第一代汽车钢，生产成本显著低于第二代汽车钢的高强高塑汽车用钢(强塑积≥30 GPa%)[1]。目前，第三代汽车钢主要为超高强度中锰ART钢，在绿色环保、低成本、轻量化和安全性等方面具有明显优势的同时，需要采用热镀锌来提升钢板的耐蚀性以延长其使用寿命等[2]。热浸镀是熔融金属与铁基体反应产生合金层，从而使基体和镀层二者相结合的表面防护技术[3]。为了提升镀层的综合性能，开发了不同组分的合金镀层，如Zn-Al-Pb、Zn-Al-Sb和Zn-Al-Ti等，而目前关于添加稀土Er的Zn-Al-Er合金镀层的报道较少[4]，虽然稀土Er已被证实在Al、Mg等合金中有一系列积极作用(如细化晶粒、净化除杂和第二相强化等)[5-6]，但其对热浸镀锌镀层显微组织和性能的影响规律却不清楚。本工作通过在第三代汽车用中锰钢板表面制备不同Er含量的Zn-0.6Al-xEr镀层，考察了Er含量对镀层显微形貌、厚度、硬度和耐蚀性的影响，以期为高性能热浸镀锌合金镀层的开发与应用提供参考。

1 试验

1.1 试样

以2 mm厚第三代汽车用中锰钢板为热浸镀基材，采用电感耦合等离子发射光谱法测得其化学成分见表1。中锰钢板的纵向室温抗拉强度为750 MPa、屈服强度为530 MPa、断后伸长率为35%。以高纯Zn块(99.97%)、Zn-5Al和Zn-6.1Er中间合金为原料配制Zn-0.6Al-xEr(x=0、0.05、0.10、0.15和0.20，质量分数)合金镀浴。

表1 第三代汽车用中锰钢板……