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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。
高强度结构钢板被广泛应用于工程机械和煤矿机械行业，厚度以4mm~80mm为主，其中20mm以下厚度钢板绝大多数被应用于工程机械行业。20mm以上厚度钢板主要为中厚板类产品，多数应用于煤矿机械行业。
目前国内在生产高强度结构钢板时，多采用TMCP或TMCP+回火的方式，且生产规格和级别均较低。对于较厚规格的Q690及以上级别产品，只有极少数企业通过加入较多的合金元素并使用调制的方式生产，而国外则大部分是以调质的方式生产。采用TMCP或TMCP+回火的方式较厚规格的Q690及以上级别产品时，得到的低温冲击功值较低，力学性能波动性较大。采用淬火+回火的调质方法生产，能够较好解决以上问题。利用其研发淬火机的优势，成功开发出Q690~Q960级别4mm~60mm厚高强度结构用调质产品，尤其是规格4mm~10mmQ690~Q960产品，填补了我国高强度结构用调质钢板薄规格生产的空白。
该类产品的特点主要体现在以下几个方面：
不同钢板厚度规格采用不同的化学成分体系
目前国内在生产调制产品时，对不同厚度规格的产品主要采用折中的化学成分。这样使得在生产薄规格产品时，由于钢板极易被淬透，从而造成了对资源的浪费。而在生产厚规格产品时，又由于加入的合金元素富余量不多，从而使由于厚度的增加而引起的“厚度效应”比较明显，性能的波动性较大。通过对不同厚度规格的产品采用不同的化学成分体系，在薄规格上尽量采取“以水代合金”的方法来减少合金元素的添加，在厚规格时通过合理的合金元素的添加来提高钢板的性能。
（2）不同钢板厚度规格采用不同淬火制度
长期以来，淬火制度对钢板性能的影响一直未被国内大多数钢厂重视。传统观点认为，淬火时只要在奥氏体温度以上保温一定时间即可。通过研究发现，钢板的淬火制度对后续的冷却过程有较大的影响。随着厚度规格的增加，淬火温度及其淬火保温时间也应当相应调整，才能既保证钢材充分奥氏体化，从而为得到良好的综合力学性能提供保障。
（3）适度细化原始奥氏体晶粒的思想
研究发现，细化原始奥氏体晶粒是提高高强结构用调质钢板低温冲击韧性的 途径，尤其是对于960MPa及其以上级别的产品更为明显。通过合金元素的合理添加和轧制、轧后冷却制度的控制，适度细化原始奥氏体晶粒，不但极大提高了其低温冲击韧性，而且还确保焊接时热影响区的急剧粗化而引起钢板性能的恶化。目前，该类产品正在南钢、涟钢得到推广，已初步取得成效，为实现低成本减量化的钢铁材料开发应用奠定了基础。
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Q550D高强板是先进航空发动机在700℃以上使用的高强度、高蠕变抗力紧固件用合金。该合金具有良好的耐腐蚀性能、优良的塑韧性，是目前使用温度 的高强度紧固件合金之一。因其具有优良的综合性能，除可做650℃～750℃服役的高强度紧固件外，也是涡轮叶片、涡 和飞机与飞行器着陆齿轮的理想选材。
Q550D高强板中Al、Ti、Nb、Ta等元素的总含量达8.4%，是高合金化的高温合金；高的合金化程度使其在冶炼凝固过程中易产生严重枝晶偏析和各种枝晶低熔点（共晶）脆性相；枝晶间低熔点脆性相会成为热加工过程中裂纹的萌生源，因而Q550D高强板是热加工过程变形抗力大、热加工塑性差的难变形高温合金。
Q550D高强板冷拔银亮棒材研制存在四方面技术难点：（1）锻造方面：热加工抗力大、塑性差、成型困难，在钢锭锻造过程中易劈头和开裂；（2）轧制方面：热轧过程中坯料棱角处易产生横向裂纹；（3）固溶热处理方面：Q550D高强板对热处理工艺参数十分敏感，因而热轧棒材加热温度和冷却速度十分关键；（4）冷拔方面：包括变形量分配及润滑，冷拔时随着变形量的累积，加工硬化效应显著，应力迅速增加造成冷拔成型困难，因而冷拔时每道次变形量需合理分配；在冷拔过程中因强度高，成型困难，易破坏模具，易出现表面划伤及搓衣板型磨损等表面缺陷，如果没有好的润滑措施，使冷拔工序无法顺利完成。
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