热镀锌双相钢表面色差问题的分析

热镀锌双相钢表面色差问题的分析
摘要：热镀锌双向钢如果想要进一步提高强度级别，会通过添加合金元素的方式。

但是在合金元素添加量提升的情况下，很难对退火工艺下的表面质量进行有效的控制，因此导致产品出现许多表面质量问题。

其中，热镀锌双相钢表面色差问题是最为显著的问题之一。

本文对此问题展开了讨论，通过有效的实验研究认为导致表面色差的原因是由于制造过程中热镀锌双相钢的表面粗糙度发生了不一样的变化，因此越光滑的表面会出现越强的镜面反射现象，肉眼看上去会显得表面更加亮；反之则会出现较暗的现象，从而导致热镀锌双相钢的表面出现严重的色差问题。

关键词：热镀锌双相钢；表面色差；问题分析
引言
进入新时期后，人们更加关注节能环保问题，尤其在汽车行业节能环保成为新产品开发的重要研究方向。

钢铁是汽车制造必不可少的重要材料之一，是制造汽车各种结构部件、面板、引擎零件等重要结构的主要材料[1]。

因此，为了能够在保持汽车制造质量的基础上进一步减轻汽车的重量，同时要确保汽车具有节能环保的功效和较高的安全性，越来越多的汽车制造商开始使用双向钢、QP钢、复相钢等先进的高强钢材料[2]。

双向钢的配比主要是马氏体和铁素体，其中由于铁素体的软相特质因此能够让双向钢具有较好的延展性，而由于马氏体的硬相特质因此能够让双向钢具有较强的强度，所以在汽车制造行业受到了更多制造商的青睐，是目前先进高强钢中应用最为广泛的钢材之一。

热镀锌产品不仅具有较好的成型能力，同时也具有较好的抗腐蚀性能[3]。

在制作热镀锌产品时，如果热镀锌中没有较高的合金含量，则能够确保热镀锌维持较为稳定的表面质量[4]。

但是在制作汽车产品时，热镀锌双相钢中具有较高的合金元素才能够确保产品的强度，这在一定程度上使得热镀锌双相钢的表面质量难以维持稳定的状态，因此容易出现各种各样的表面缺陷问题。

本文对表面色差问题进行了讨论，分析产生表面色
差的原因，并提出了相应的解决策略，希望能够为热镀锌双向钢的生产提供有效
的参考。

1 实验材料和方法
本次实验所使用的材料是热镀锌DP780，在生产制造的过程中该材料出现了
表面色差的问题。

从肉眼的观察角度来看，钢板的两侧宽度方向保持较为稳定的
表面质量，颜色处于正常的状态；但是在钢板中间出现镀锌表面发暗的问题，如
果用手触摸会感受表面存在较为粗糙的质感，这对整个热镀锌双相钢的表面质量
造成了不良影响。

同时，如表1所示，是本次所使用的实验材料的主要构成成分。

本次实验将出现色差的部分进行有效的对比，将颜色正常的部分设置为试样1#，
将颜色出现发暗的部分设置为试样2#，在实验室通过扫描电镜和电子光学显微镜
对材料进行分析和研究，对出现表面色差的原因进行探讨。

表1 DP780钢的主要化学成分
2 实验结果
2.1 显微组织形貌检测
本次实验材料是在同样的热镀锌工艺条件下形成，因此对2份实验样品采取
了金相分析的方式，使用电子显微镜对2份实验样品进行显微组织的观察，并进
行有效的对比分析。

首先将2份实验样品切成20mm×20mm的大小，随后使用4%
的硝酸酒精对样品进行浸泡，再利用电子光学显微镜对实验样品进行观察。

如表
2所示，是两份实验样品的金相检验结果。

从实验数据中可以看出，两份实验样
品的金相组织保持基本一致的构成，其中的相比例和晶粒度等级也基本保持一致。

但是2份实验样品的组织形貌存在明显的差距。

其中，试样1#的马氏体呈现出弥散分布的状态，而铁素体呈现出均匀分布的状态且颗粒较为细小；而试样2#的马氏体则表现出连续分布的状态。

造成这种差异的主要原因是因为制造过程中产生的热轧组织遗传。

表2 金相检验结果
注：F为铁素体；M为马氏体；B为贝氏体
为了能够对2份实验样品的显微组织进行更加直观的对比和分析，实验中通过扫描电镜对2份实验样品进行了观测。

根据图像进行分析后发现，试样1#的表面形貌较为均匀，粗糙度较为平整；试样2#的表面形貌存在明显的粗糙度分布不均匀的问题，一些部位存在较深的凹凸现象
2.2 镀锌成品在板宽方向上的表面粗糙度
在实验中，沿着热镀锌双相钢材料的宽度方向进行表面粗糙度的测量，为不同部位的粗糙度测量结果。

一般情况下，对于带钢材质而言，表面粗糙度应该控制在1.0μm-1.5μm左右。

通过测量可以发现，热镀锌双相钢的边部粗糙度在正常的范围值之内，而1/4处的粗糙度有了明显的提升，而到了1/2处粗糙度达到了最大值，超过了2.0μm，造成了严重的表面粗糙现象。

2.3 锌层形貌和锌层厚度
将2份实验材料通过扫描电镜进行观测，对实验材料的锌层形貌和锌层厚度进行分析。

根据检测结果可以发现，试样1#保持着较为均匀的锌层厚度，厚度的平均值保持在12μm左右；试样2#则出现了厚度差异较大的锌层形貌，并且存在过厚的锌层，厚度平均值达到了20μm。

2.4 AI-Fe抑制层的检测
对2份实验样品进行AI-Fe抑制层检测。

从检测结果看出，试样1#拥有更加紧致细密的AI-Fe抑制层，且没有较大的波动；而试样2#的AI-Fe抑制层存在较为明显的厚度差异，存在较大的波动。

3 结论
根据实验结果可以看出，热镀锌双相钢之所以出现表面色差，主要是由于制造过程中产生了不同的表面粗糙度，从而使得锌层厚度出现了明显的差异。

在较为光滑的表面，拥有较好的镜面反射效果，因此看上去明显发亮；在较为粗糙的表面，镜面反射效果被弱化，产生了漫反射，因此看上去明显发暗。

因此，想要有效的解决热镀锌双相钢的表面色差问题，可以在制造的过程中进一步加强冷却的速度，也可以对卷取温度进行适当降低，这样能够确保热镀锌双相钢在热轧过程中保证组织处于整体均匀的状态下，能够有效地缓解热镀锌双相钢出现表面色差的问题，进一步提高热镀锌双相钢的制造质量，为汽车行业的发展奠定良好的基础。

参考文献：
[1]富聿晶,刘宏亮,付东贺,等. 冷却过程H2含量对800MPa级热镀锌双相钢性能及表面质量的影响[J]. 金属热处理,2021,46(2):232-236.
[2]张鹏,刘学良,周屿,等.DP980-GA双相钢色差斑和黑点缺陷分析与控制[J].金属热处理,2021,46(01):230-234.
[3]宋涛,陈宇.热镀锌双相钢表面色差问题的分析[J].金属世
界,2020(01):44-47.
[4]张环宇,张亮亮.退火类双相钢色差形成原因及解决措施[J].河北冶金,2018(08):75-78.。