汽车用合金化镀锌钢板镀层显微组织和粉化机理的研究

合金化镀锌板有优异的抗腐蚀性能、好的喷涂性和可焊接性，已广泛应用于汽车制造业。但镀层在冲压时易出现粉化或剥落等缺陷，该问题一直未能得到很好的解决。本课题采用实验测定Zn-Fe-Al-M(M=P、Mn)体系的相关系，用相图计算技术对体系进行优化评估，获得相关热力学数据；通过热动力学分析，连续镀锌模拟实验和扩散偶实验对合金化退火时多层组织的生长动力学进行研究，分析合金元素对铁锌镀层组织演变规律的影响，掌握精确控制镀层显微组织的方法，从而获得多种合金化镀层组织。采用或建立合适的测试理论模型，测量各种合金化镀层组织中的残余应力及相界面结合强度；用有限元模拟计算和实验测试方法分析各种镀层在成形过程中的应力状态；弄清合金化镀层粉化机理，确定合金化最佳镀层显微组织和工艺路线，为最终解决困扰我国汽车钢板镀层粉化问题打下基础。

合金化镀锌板有优异的抗腐蚀性能、好的喷涂性和可焊接性，已广泛应用于汽车制造业。但镀层在冲压时易出现粉化或剥落等缺陷，该问题一直未能得到很好的解决。本课题完成了Zn-Fe-Al-P、Zn-Fe-Mn、Zn-Fe-Sb、 Zn-Fe-V、Zn-Fe-Zr 和Zn-Fe-Cu体系相关等温截面相关系的实验测定，利用CALPHAD技术获得Fe-Al-P、Zn-Fe-Sb和Zn-V体系的热力学数据。通过连续镀锌模拟实验和扩散偶实验对多层组织的生长动力学进行了研究，获得了多种不同工艺参数对应的合金化组织。从影响GA钢板锌镀层粉化的因素（镀层组织、残余应力、界面结合强度、冲压成形时镀层所处应力状态）入手，研究了GA钢板合金化锌镀层粉化的机理，确定了合金化最佳镀层显微组织和工艺路线，开发了热浸镀合金化过程相生长动力学模拟软件，为最终解决困扰我国汽车钢板镀层粉化问题打下了基础。