李玉峰，惠 愷，王長波，徐 斌

(酒鋼集團(tuán)宏興股份公司鋼鐵研究院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

0 前 言

汽車裝飾條是指應(yīng)用于乘用車車身的側(cè)面亮條以及車窗上的外水切裝飾亮條，起裝飾與擋風(fēng)作用，常用材質(zhì)有橡膠、不銹鋼和鋁材，通過和門框膠條的卡接固定。近年來，隨著人們生活水平和審美觀念的提高，不銹鋼車用裝飾亮條(不銹鋼飾條)大量在中高端乘用等車上使用，車均使用不銹鋼材料約2.5 kg/輛，對其材料要求也非常苛刻，包括表面質(zhì)量、光澤度、耐蝕性、成型性能等，其所使用的不銹鋼亮面材料代表了國內(nèi)乃至國際不銹鋼的最高表面質(zhì)量水平。

在不銹鋼飾條材料中，SUS304、SUS430等在早期被廣泛使用[1]。目前，市場主流車系裝飾用材料的選用還是以SUS430J1L為基礎(chǔ)，如日本金屬NK430MA[2]、日新制鋼NSS442M3[3]、韓國浦項(xiàng)STS430J1L屬同類鋼種，均是源于日本不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)SUS430J1L鋼種，國內(nèi)各鋼企根據(jù)市場和用戶需求，也開發(fā)出了滿足中高端車系裝飾要求的442D、436D等鋼種材料。

某鋼廠根據(jù)市場和用戶需求，開發(fā)出滿足汽車裝飾條用不銹鋼材料442D。該產(chǎn)品表面質(zhì)量滿足用戶要求，但將其制成裝飾條成品(飾條成品)過塑后進(jìn)行480 h中性鹽霧試驗(yàn)，結(jié)果飾條成品表面發(fā)生局部銹蝕。為更好地分析銹蝕產(chǎn)生的原因，取飾條成品進(jìn)行了480 h中性鹽霧試驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行了評析，同時(shí)對飾條成品銹蝕部位和本批次原料取樣進(jìn)行分析，查找原因并制定了預(yù)防和控制措施，在后續(xù)的生產(chǎn)及用戶使用中再未發(fā)生飾條銹蝕現(xiàn)象。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為國內(nèi)某大型裝飾條生產(chǎn)企業(yè)用某鋼廠生產(chǎn)的442D不銹鋼制成的裝飾條成品(厚度0.5 mm)，其成分見表1，對其組織進(jìn)行分析，得到其金相組織如圖1，從圖1看，組織良好，晶粒度8級，已發(fā)生完全再結(jié)晶。

表1 飾條成品化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

1.2 試驗(yàn)方法

鹽霧腐蝕試驗(yàn)可以模擬出大氣環(huán)境下的鹽霧腐蝕，并且加快整個(gè)腐蝕進(jìn)度，在短時(shí)間內(nèi)就可以得到試驗(yàn)結(jié)果，在汽車行業(yè)發(fā)揮重要作用，可以測試產(chǎn)品的可靠性及品質(zhì)。本次試驗(yàn)方法采用中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)。

試驗(yàn)前，先將純水與分析純NaCl配成5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaCl溶液，0.05 mol/L NaOH調(diào)整pH值，然后對樣品表面經(jīng)清理、封邊后，放入鹽霧箱，在鹽霧箱中35 ℃鹽霧環(huán)境下480 h。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后經(jīng)流水沖洗干凈試樣上的NaCl顆粒并吹干，宏觀觀察實(shí)驗(yàn)后試樣的表面狀態(tài)。所用設(shè)備：Q - FOG CCT1100鹽霧試驗(yàn)箱；放置形式：插片(與垂直方向成20°)；鹽溶液pH值：6.5～7.2(噴霧溶液)；沉降率：1.5±0.5 mL/(80 cm2·h)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)結(jié)果

對飾條成品按照GB/T 10125-2012進(jìn)行中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)，480 h后開箱檢查，剔除飾條邊緣人為加工過程中縫隙積水所造成的淌銹現(xiàn)象(圖2b)，發(fā)現(xiàn)飾條表面出現(xiàn)不同程度的銹蝕點(diǎn)，見圖2。按照GB/T 6461-2002評級標(biāo)準(zhǔn)，飾條經(jīng)480 h鹽霧腐蝕后保護(hù)評級為6級，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 原因分析

對圖2d中銹蝕部位1，2進(jìn)行缺陷區(qū)域劃分及切割處理，進(jìn)行掃描電鏡分析，分析內(nèi)容包括腐蝕形貌及成分分析，圖3、圖4為腐蝕形貌分析。

從圖3、圖4來看，腐蝕形貌為長條狀腐蝕坑及斷續(xù)腐蝕坑相連成條狀，且鹽霧腐蝕過程中由于重力作用腐蝕產(chǎn)物擴(kuò)展附著至相鄰基體，圖5～7為腐蝕區(qū)域及腐蝕產(chǎn)物EDS成分分析結(jié)果。從EDS 分析結(jié)果可知，鹽霧腐蝕產(chǎn)生的主要原因?yàn)閵A雜物所致，夾雜物主要類型為 Al - Mg - Si - Ca 及Al - Si - Ca復(fù)合型夾雜物，飾條發(fā)黃部分為腐蝕產(chǎn)物附著所致，腐蝕產(chǎn)物主要為鐵的氧化物。

為更好地分析飾條銹蝕產(chǎn)生原因以及和夾雜物的關(guān)系，對本批次飾條的2D板取樣進(jìn)行金相、夾雜物掃描電鏡分析，結(jié)果如圖8、圖9所示。

從金相照片結(jié)合面掃描分析可以看出，飾條原料2D板材中夾雜物類型同飾條成品，也是以Ca - Al - Si - Mg 的B 類符合夾雜物為主，夾雜物評級為1.5級，夾雜物塑性變性能力較高，沿軋向的長度較長。由于此類夾雜物尺寸較大，塑性較高、延展性好且Ca含量較高， 而Ca元素有效降低了Al - Si系夾雜物的熔點(diǎn)，在鋼液中此類夾雜物更容易碰撞、長大，是造成板材中夾雜物尺寸較大的主要原因，這也更加印證了本批次飾條中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)過程中存在銹蝕的原因。

中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)鹽霧中含有大量的Cl-，金屬材料表面的氧化及防護(hù)層無法阻隔Cl-的活動和浸入，Cl-在穿透材料表面以后，會與金屬基體發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，對材料造成局部的應(yīng)力腐蝕破壞。表面腐蝕的同時(shí)還會改變材料本身的原有性能，長時(shí)間腐蝕后還會通過空隙及裂縫進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，進(jìn)一步腐蝕基體材料[4]。該試驗(yàn)中鹽霧腐蝕試驗(yàn)的周期長達(dá)480 h，長時(shí)間侵蝕，若飾條原料中存在一定量的夾雜物時(shí)，飾條表面的鈍化膜被破壞，飾條夾雜物部位首先得到腐蝕，較大或嚴(yán)重的夾雜物破壞了材料表面均勻性，從而引發(fā)局部銹蝕，在鹽霧腐蝕環(huán)境下，鹽霧中大量的Cl-等穿透能力較強(qiáng)的離子在缺陷處發(fā)生了應(yīng)力腐蝕[5-7]，同時(shí)在長時(shí)間腐蝕環(huán)境下，腐蝕液浸入到基體內(nèi)部，加劇了基體的腐蝕，在缺陷部位形成銹蝕斑；同時(shí)，夾雜物部位和周圍存在電位差，也加速了銹蝕的發(fā)生。另一方面，夾雜物類型、尺寸和銹蝕有直接關(guān)系，本批次的夾雜物主要為Ca - Al - Si - Mg 的復(fù)合B類夾雜物，此類夾雜物在軋制過程中沿軋向變形能力強(qiáng)，易結(jié)合形成串狀夾雜物，加劇了飾條成品的銹蝕。圖10為工藝改進(jìn)后(鋼包、合金物料、AOD/VOD/LF爐工藝過程控制等)飾條原料2D板夾雜物控制情況，從圖中可以看出，煉鋼工藝改進(jìn)后，2D板中夾雜物的數(shù)量、類型較銹蝕板原料中的夾雜物數(shù)量、類型發(fā)生了較大變化，此時(shí)夾雜物主要以C類硅酸鹽類細(xì)系夾雜物為主，用戶在飾條成品鹽霧腐蝕試驗(yàn)和使用過程中也再未發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。

3 結(jié) 論

(1)飾條成品經(jīng)480 h中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)后產(chǎn)生不同程度的銹蝕點(diǎn)，其主要原因?yàn)椴牧蟽?nèi)部夾雜物所致，且夾雜物以Ca - Al - Si - Mg 的B 類符合夾雜物為主，尺寸加大，塑性較高。

(2)飾條成品的夾雜物類型同于飾條原料2D板材中的夾雜物。

(3)通過對煉鋼物料及過程的控制，后續(xù)生產(chǎn)過程中夾雜物類型、數(shù)量得到較好控制，飾條也再未發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。