热镀锌TWIP钢的选择性氧化及界面反应研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51671036
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    刘亚
  • 依托单位：
    常州大学
  • 学科分类：
    E0101.金属材料设计、计算与表征
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Twinning induced plasticity (TWIP) steel with 15%-30% Mn become a new type of high-tensile steel which has a great potential application for structural components in the automotive body-in-white. The most serious concern of hot-dip galvanizing of TWIP steels is deterioration of its surface wettability because of selective oxidants, which formed in its annealing process, can inhibit interfacial reaction between steel and liquid zinc. By experimental determination and thermodynamic calculation on phase diagrams of Fe-Mn-(Al, Si)-C-O, the role of alloy elements’ content, oxygen pressure and temperature on the formation of selective oxidation products will be obtained. By annealing experiments with Fe-Mn designed alloys and TWIP steel, distribution of alloying elements in the steel matrix and oxidation layer will be analyzed, and the geometrical characteristic of oxidants and the orientation between oxidants and matrix will be determined. By study of coatings’ surface morphology and cross-section structure after hot-dipping galvanizing experiments, impact of oxidant on interfacial reaction will be discussed. Based on above results, selective oxidation model will be established, and the relations between process parameters, oxidant and interfacial reaction will be straightened out, and then basic mechanism of selective oxidation and interfacial reaction of TWIP steel in hot-dip galvanizing can be understood. This work is not just beneficial to develop thermodynamic theory and accumulate related database for applications, but also is value to developing and engineering of high strength steels.
TWIP钢(含15%-30%Mn)是一种强度极高、成型性极好的新型汽车用高强钢。但连续镀锌时，TWIP钢在退火过程中的选择性氧化阻碍了钢基体与锌液间的界面反应，使之产生漏镀，严重影响镀锌板质量。本项目通过对Fe-Mn-(Al,Si)-C-O体系相关系的实验测试和热力学优化，获得TWIP钢成分范围内合金元素含量、氧压和温度的变化对选择性氧化的影响；通过Fe-Mn合金和TWIP钢的选择性氧化实验，分析合金元素在钢基体与氧化物层的分布规律，获得氧化物的几何特征参数并明确氧化物与基体的取向关系；通过热浸镀实验研究镀层表面形貌和截面组织，分析氧化产物对界面反应的影响。建立选择性氧化模型，明确工艺参数、氧化物种类和形貌特征与界面反应之间的联系，从机理上认识热镀锌TWIP钢的选择性氧化对可镀性的影响规律。本研究既有利于合金热力学基础理论的发展和相关数据库的建立，也可对高强钢的开发和工艺设计提供参考。

结项摘要

为了减少汽车重量和提高防腐性能，高强钢热镀锌板得到广泛关注。TWIP钢(含15%-30%Mn)是一种强度极高、成型性极好的新型汽车用高强钢，但退火时的选择性氧化恶化了钢板的润湿性，导致热浸镀锌时容易出现漏镀缺陷，严重影响钢板表面质量。本项目从选择性氧化的热力学分析入手，结合TWIP钢的选择性氧化，探讨选择性氧化的机理；通过润湿性实验，提出抑制高强钢钢板表面选择性氧化的工艺方案。. 本项目研究了Fe-Mn-(Al,Si)-C-O相关体系体系相关系和低露点下氧化物的稳定性，获得了TWIP钢成分范围内合金元素含量、氧压和温度的变化对选择性氧化的影响；通过选择性氧化实验，确定了工艺条件对Fe-Mn模型合金和TWIP钢选择性氧化的形成过程、氧化物种类和形貌的影响；通过研究锌液与含氧化物表面的高强钢的界面反应过程，明确了钢板表面氧化物和形貌对锌液润湿性的影响；结合热力学分析，提供了抑制TWIP钢板表面选择性氧化的工艺方案，改善后期钢板的可镀性。. 研究成果正式发表SCI、EI收录论文17篇；在国内学术会议上做口头报告6次；申请国家发明专利3件（授权2件）；获教育部科技进步二等奖1项。培养了7名研究生。 . 综上，本项目全面完成了研究计划，超额完成了预期目标。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（6）
专利数量（3）
Phase Equilibria of the Al-Mn-Sn System at 450and 800 degrees C
Al-Mn-Sn 系在 450 和 800 ℃ 时的相平衡
  • DOI：
    10.1007/s11669-019-00720-4
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Phase Equilibria and Diffusion
  • 影响因子：
    1.4
  • 作者：
    Ya Liu;Shuai Jiang;Changjun Wu;Jianhua Wang;Xuping Su
  • 通讯作者：
    Xuping Su
Experimental investigation of the 600 and 800 degrees C sections of the Fe-Mn-Sb system
Fe-Mn-Sb系600℃和800℃截面的实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2018.06.186
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Xinchi Zhuo;Ya Liu;Changjun Wu;Haoping Peng;Jianhua Wang;Xuping Su
  • 通讯作者：
    Xuping Su
Phase equilibria of the Al-Cr-Sn ternary system at 600 and 800 degrees C
Al-Cr-Sn三元体系在600和800℃下的相平衡
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2019.153473
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Zhanpeng Zhao;Hao Tu;Ya Liu;Changjun Wu;Haoping Peng;Jianhua Wang;Xuping Su
  • 通讯作者：
    Xuping Su
Fe-Al-Cr合金在含锌蒸汽的低氧压中预氧化后的表面形貌
  • DOI：
    10.11933/j.issn.1007-9289.20180116002
  • 发表时间：
    2018-06
  • 期刊：
    中国表面工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    严靖钰;刘亚;吴长军;彭浩平;涂浩;苏旭平
  • 通讯作者：
    苏旭平
Predicting the density of molten alloys using computational thermodynamics
使用计算热力学预测熔融合金的密度
  • DOI：
    10.1016/j.calphad.2019.101690
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Calphad: Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ya Liu;Yihui Liu;Xuping Su
  • 通讯作者：
    Xuping Su

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其他文献

经硫酸盐侵蚀和历史荷载联合作用的混凝土单轴受压应力-应变曲线
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    邵艳明
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    压电与声光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘亚;刘晓明;胡学斌;彭云;汪梦柔;曾孝平;冯文江;LIU Danping1,LIU Ya1,LIU Xiaoming1,HU Xuebin2,PENG;2.Key Lab.of Three Gorges Reservoir Region′s Eco-E
  • 通讯作者：
    2.Key Lab.of Three Gorges Reservoir Region′s Eco-E
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2011
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  • 通讯作者：
    刘亚
Fetuin-A与主动脉瓣膜钙化疾病的临床相关性研究
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    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    刘亚;刘艳;杨克
  • 通讯作者：
    杨克
Ni_3Si/Zn体系周期层片结构的断面研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2014
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    常州大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    苏旭平;李玉岱;刘亚;涂浩
  • 通讯作者：
    涂浩

其他文献

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刘亚的其他基金

新型AFA不锈钢预氧化膜形成热力学和动力学及其抗结焦机理研究
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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