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在世界能源供應(yīng)日益緊張的情況下，為進(jìn)一步降低汽車能耗、提高汽車的安全性，世界各國都在致力于汽車用材料的減重，特別是與超輕汽車車體用鋼配套的新型高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼，雙相鋼就是其中一個(gè)重要鋼種。與此同時(shí)，對(duì)鋼板耐腐蝕性也提出了更高的要求，由此促進(jìn)了表面處理鋼板研究的發(fā)展。目前研發(fā)的熱點(diǎn)集中在熱鍍鋅雙相鋼上。
雙相鋼是通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕纬神R氏體粒子分散于約80%的鐵素體中的特定組織，具有低屈強(qiáng)比、高強(qiáng)度、易成型、高加工硬化指數(shù)等特點(diǎn)。雙相鋼的這種組織要求生產(chǎn)工藝從兩相區(qū)冷卻時(shí)有較高的冷卻速度，才能使過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。然而，熱鍍鋅工藝卻要求在460℃下鍍鋅浸潤后，繼續(xù)在500℃左右進(jìn)行合金化熱鍍鋅。所以，生產(chǎn)熱鍍鋅雙相鋼，冷卻速度相對(duì)較低，過冷度小，難以得到理想的雙相鋼組織。
研究表明，添加合適的合金元素既能提高雙相鋼強(qiáng)度，又可保證在具有良好鍍鋅質(zhì)量的基礎(chǔ)上，促使其CCT曲線右移，避過珠光體區(qū)。能有效達(dá)到這個(gè)目的的合金元素包括錳、硅、磷、鉬等，其中最為有效的添加元素為錳。但是，在退火過程中錳會(huì)在鋼帶表面氧化和沉積，過量的錳會(huì)惡化鍍鋅的浸潤性，故須添加其它元素。硅可作為添加元素，但其氧化物形成的位置傾向于在晶界，損壞浸潤性的程度比錳大，且硅較易氧化，因此不適合作為鍍鋅雙相鋼的添加元素。磷的添加會(huì)影響鋅液活性，抑制鐵原子由晶界擴(kuò)散到表面鋅層，延遲合金化反應(yīng)，降低合金化速率，不僅會(huì)影響鍍鋅板產(chǎn)量，而且因其要求較高的合金化溫度而惡化抗粉化性能，所以磷一般也要保持較低的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。目前添加的合金元素主要以Mo為主。實(shí)驗(yàn)證明，Mo在退火時(shí)不會(huì)因選擇性氧化而產(chǎn)生Mo的氧化物表面富集，不易發(fā)生表面氧化，也沒有表面偏析現(xiàn)象，因此不會(huì)影響鋅液的浸潤性;同時(shí)，添加Mo可使CCT曲線明顯右移，且擴(kuò)大鐵素體區(qū)域，從而避免冷卻時(shí)發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。這樣，即使在500℃下合金化熱鍍鋅，也能得到以鐵素體為基體的馬氏體組織雙相鋼。碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)降低Ms點(diǎn)的轉(zhuǎn)變溫度非常有效。但是，為了獲得有良好塑性的雙相鋼組織，雙相鋼中的馬氏體組織應(yīng)主要是強(qiáng)韌的低碳多位錯(cuò)類型，而不是高碳的孿晶馬氏體。研究指出，材料的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.1%。
由于合金元素在熱鍍鋅的退火過程中易在鋼帶表面富集并發(fā)生選擇性氧化，導(dǎo)致鋅液浸潤性的變化，使鋅層表面質(zhì)量變差。為此，美國IspatInland鋼公司采用鋅淬技術(shù)鍍鋅，不僅獲得了雙相鋼組織，而且顯著降低了合金元素的添加量，鍍層質(zhì)量也明顯提高。但是，這種鋅淬技術(shù)，由于冷卻速率過大，對(duì)薄板的板形質(zhì)量容易造成嚴(yán)重的不利影響，鍍層的質(zhì)量不易控制，所以目前應(yīng)用的還比較少。
