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表面处理钢板的开发状况和发展方向
表面处理钢板应用领域的扩展和性能
表面处理钢板大部分是镀Zn钢板。2008年，日本镀Zn钢板产量是1500万t，其中77%是热镀Zn钢板。镀Zn钢板用于汽车、建筑、电器和其他方面，其中有一半用于汽车。
从80年代起55%Al-Zn热镀钢板在日本得到广泛应用。在海盐影响很大的海岸地带，镀Al钢板发生孔蚀，耐蚀性下降。长期暴露腐蚀的结果表明，镀Zn钢板由于Zn的消耗而产生红绣，而5%Al和55%Al-Zn镀层钢板保持了耐蚀性和替代腐蚀保护功能。55%Al-Zn镀层的金属组织是在一次结晶的富Al相晶粒之间存在着含b-Zn的富Zn相。Townsend指出，在暴露腐蚀初期，富Zn相首先溶解表现出替代腐蚀保护作用；在暴露腐蚀后期，富Al相起到耐蚀作用。这种防腐蚀机制也体现在镀Zn钢板和55%Al-Zn镀层钢板的端面腐蚀中。研究资料指出，在长期暴露实验中，在暴露初期55%Al-Zn镀层钢板由试样端面开始发生的镀层膨胀（线状腐蚀）的腐蚀速度较大，在暴露后期，镀Zn钢板的镀层膨胀腐蚀速度较大。在暴露初期55%Al-Zn镀层钢板的富Zn相在涂层和镀层的界面上溶解，所以，腐蚀从试样端面迅速向内部进行，当腐蚀进行到一定距离时，与阴极距离增大，腐蚀速度就减小了。镀Zn钢板在腐蚀发生后由于没有富Al相，所以阴极面积增加，腐蚀一直进行下去。
为提高5%Al-Zn镀层钢板的耐蚀性，开发出添加3%Mg的6%～11%Al-3%Mg-Zn合金镀层系列钢板。在6%Al-Zn中添加Mg延长了红锈产生的时间，Mg提高耐蚀性的效果在大气暴露试样中也得到证实。在滨海地区该镀层系列钢板暴露实验生成的腐蚀产物中，都没有发现ZnO。暴露腐蚀生成并积累的腐蚀产物大大抑制了阴极反应。而镀Zn钢板腐蚀产物中的ZnO具有半导体的性质，不能抑制氧化还原的阴极反应。在3%Mg镀层钢板腐蚀产物中没有检测出ZnO，这与上述实验结果一致。
从上世纪80年代开始，在铬酸盐皮膜上涂敷约1靘有机膜的耐指纹钢板和润滑钢板、涂敷约20靘有机膜的钢板，省去涂敷工序的预涂层钢板实现了商品化，并得到广泛应用。之后，在电气电子设备中禁止使用P、Cr6+和Cd6+的RoHS（对某些有害物质限制使用的规定）法令于2006年开始生效，推进了无Cr化处理工艺的进程。预涂层钢板的性能特点是耐蚀性、高加工性、抗表面瑕疵性、抗污染性、抗菌性、吸热性、散热性等等，这些特性主要是由涂敷皮膜的特性来决定。
公司采用3150吨型材卧式挤压机挤压开坯（挤压筒Φ220mm）。生产过程中为了减小Q550D高强板锭偏析，提高热加工塑性，在真空感应熔炼电极时选择较小锭型为Φ130mm，真空自耗重熔成Φ180mm锭，并采用钢锭外包低碳钢套成Φ220mm挤压坯料进行热挤压开坯成Φ80mm棒材；经热轧至Φ18mm棒材；经固溶热处理、多道次冷拔加工、矫直和磨光，生产Φ13.5mm等冷拔银亮棒材。终确定的新生产工艺路线为：真空感应炉→真空自耗→均匀化热处理→热挤压开坯→热轧棒材→固溶热处理→冷拔成品→矫直→磨光。工艺研究结果如下：
（1）热加工工艺。GH350合金 塑性温度为：（1120～1130）℃；因钢锭真空自耗锭扒皮后Φ160mm左右，挤压Φ80mm棒材，因而挤压比为4∶1，考虑挤压变形抗力及热塑性因素，挤压加热温度为（1140±10）℃，热轧加热温度为（1130±10）℃。
（2）固溶热处理制度。根据1085℃不同保温时间显微组织，确定到温装炉，加热温度为：（1085±5）℃×（1.5～2）h，可获得满意的显微组织及晶粒度；冷却方式为快速水冷。
（3）冷拔工艺。总变形率为35%～40%，冷拔经4个道次，其中，第1个道次的变形率为12%～16%，第2个道次的变形率为13%～16%，第3个道次的变形率为9%～11%，第4个道次的变形率为5%～9%。冷拔前润滑处理，采用MoS2和液体石蜡混合的自制润滑剂，均匀涂抹于坯料表面。
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日前下线的1.2mm厚度规格含钒汽车边梁钢，产品抗拉强度、屈服强度等性能全部满足客户需求，这一产品的成功研发填补了国内市场空白。这一钢种具有含钒特色，其重量轻、强度高等特点符合当前市场对汽车减重的迫切需求，市场潜在需求量大。但在以前，由于生产难度大，产品全部依赖国外进口。
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由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已成为世界汽车产业发展的潮流。数据显示，车身重量每减轻10%，燃料将节省5%—7%。河钢薄规格含钒热轧卷板覆盖从1.2mm—2.0mm全部产品。超薄的板形和高强度特性，符合轻量化的要求，是制作汽车车厢、底板和内部结构用件的优选产品，能有效汽车结构强度，减少耗材用量，是符合汽车行业轻量化要求的节能环保型钢铁材料。
因着钒钛的优势，通过钒钛微合金化的析出强化效果，钢材的强度与韧性得到大幅提高，河钢含钒钢板在轧薄的情况下仍能获得较高的硬度。而且河钢高强极限薄规格热轧卷板还具有较高的漆面附着性，加工使用的效果更良好。
超薄和高强的特性带来的汽车减重效果更加明显，在保证汽车强度和性能的前提下，薄规格钢板提高了汽车的动力性，减少了燃料消耗，节能又环保。
因此，河钢的极薄规格含钒汽车钢在众多新能源电动汽车制造厂家中特别“受宠”，订单也是纷至沓来，现在已经成为北汽福田、山东时风、徐工集团等国内知名新能源电动汽车制造厂商的 产品。
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