第十五届全国表面工程大会

目的锌铝镁钢板由于其优异的耐蚀性能和较高的性价比，在实际的应用越发广泛，并且隐隐有取代镀锌钢的趋势，但目前对于锌铝镁钢板的研究主要集中在基于连续镀工艺的镀液成分研究，研究的对象也大多为未经过成型的板材，但对实际使用过程中由于塑形变形产生缺陷的研究少之又少。本文借助Ansys等仿真软件，探究弯曲变形后锌铝镁镀层钢板的弯折过程和应力分布，并通过实验对锌铝镁钢板进行不同角度的折弯，借此进一步探究弯曲变形对热镀锌铝镁镀层形貌以及耐蚀性能的影响。方法借助Ansys等仿真软件分析弯折过程中塑性变形和应力分布；采用数控板料折弯机对成分为Zn-6%Al-3%Mg锌铝镁钢板机型弯折，并使用台虎钳加以调整，制备不同角度的弯折样品；采用金相显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对裂纹微观形貌进行系统的表征，对裂纹的分布进行统计并总结其分布规律；采用能谱仪（EDS）分析裂纹周围的化学成分，以判断裂纹的取向依赖性；通过中性盐雾实验和循环腐蚀实验，评估弯折后裂纹处的耐腐蚀性能。结果仿真分析结果表明，在弯折过程中，应力主要分布在上模冲压的弯折角处，随着弯折角度的增加，其应力也在增加，在弯折角周围也存有少量应力，且随离弯折角的距离增加而递减；钢板凸表面的形变相比于凹面的形变更大。实验分析表明，钢板经过不同程度的塑性变形之后，基体未发生破裂，表面镀层出现明显裂纹，但弯折处的凸面以及凹面镀层均未发生脱落；随着弯折变形角度的增加，镀层凸面处裂纹的数量并没有明显的增加，裂纹的宽度有明显的扩大；通过EDS分析表明，裂纹首先出现且集中分布在二元共晶相，随着形变量的增加，部分裂纹沿晶界或相界从共晶相扩展并穿过富锌相；盐雾实验结果表明，随着形变量的增加，锌铝镁镀层由于其自愈和性能，在裂纹中产生的腐蚀产物重新将裸露的缝隙填补，因此在潮湿环境下，形变量对于镀层的耐蚀性能并未造成明显影响；通过循环腐蚀实验可知，切口处出现少量红锈，在弯折裂纹处出现少量白锈，且目测随着变形量的增加白锈的数量也随之增加。结论因此，锌铝镁钢板发生弯曲变形时，应力主要集中在弯折处，镀层中产生裂纹时，由于MgZn₂相的存在，裂纹首先出现在二元共晶相，沿晶界或相界从共晶相扩展至富集相，且对于锌铝镁镀层的耐蚀性能产生影响。
 

弯曲变形；锌铝镁镀层；微观形貌；耐蚀性能