镀锌板盐雾实验,穿晶断裂失效分析
对于车用镀锌板,除了需要优良的耐腐蚀外,还需要有良好的成形性能。通常,镀锌钢板成形性能由基体、中间层及镀层的显微组织决定。由于镀锌板表面的镀层与基板材料的弹性模量、屈服极限等性能参数不一致,其界面摩擦及成形性能与普通钢板也不同,基体与镀层在成形过程中会产生不一样的形变状态,界面产生残余应力,出现界面剥离、镀层破裂等失效形式,影响后续的加工与使用。
本文基于杯突试验,研究锌钢板有、无润滑状态下的冲压成形性,通过显微组织观察,分析镀锌层对冲压成形性的影响,并探讨镀锌层的失效机理。
试验设备
杯突试验是评价金属薄板成形性的试验方法,又称埃里克森试验(Erichsentest)或埃氏杯突试验,是薄板成形性试验中古老、普及的一种。试验时, 用球头凸模把周边被凹模与压边圈压住的金属薄板顶入凹模,形成半球鼓包直至鼓包顶部出现裂纹为止。试验用准20mm 的硬钢球或半球凸模,将金属板料压入内径27mm、圆角半径0.75mm的凹模,板料边缘在凹模和压边圈之间压紧。试验时,金属板料被凸模顶成半球鼓包。取鼓包顶部产生颈缩或有可见(透光)裂纹出现时的凸模压入深度作为试验指标,称为杯突值(IE值)。杯突值越大成形性越好,杯突值可以用来评价板材的成形性能。
试验方案
采用半自动杯突试验机,选用同批、同炉、同厚度的热镀锌钢板,采用有、无润滑两种方案冲杯。冲杯后沿子午面剖开试样。观察三个不同位置镀锌层的变化与破坏形式,探讨热镀锌钢板冲压成形的失效机理。
试验材料及参数:
①试验仪器为GBW-608 半自动杯突实验机。按照GB4156-84 标准执行,试验时冲杯速度控制在10mm/min 左右,试样的夹紧力为10kN[5]。
②试验材料为宝钢产连续热镀锌钢板(牌号DC51D+Z), 板厚为0.8mm,镀层厚度为6μm,镀层质量为40g/m2。试验面平整,边缘光滑,试验前用酒精清洗并擦干净。
③为防止边缘金属向凹模内流动, 板料尺寸应足够大,试样为方形, 尺寸为90mm×90mm。
④润滑剂为9700型深冲润滑剂,均匀地涂在试样和冲头表面。
⑤显微组织照片用S-570 线性扫描电子显微镜拍摄。