[发明专利]一种锌致液态金属裂纹形成条件的检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种锌致液态金属裂纹形成条件的检测装置及方法，该检测装置用于锌致液态金属裂纹产生条件的检测，其包含一个腔体，所述腔体的其中一个面开设测试口，测试口附近区域腔体表面平整，与测试件中间区域表面相互贴合。所述腔体的内部充满锌蒸汽，所述锌蒸汽来源于腔体底部被加热至沸点的液态锌，或者外接锌蒸汽鼓入装置。测试件通过外部加载设备被拉/压加载，并在测试件中间区域进行加热/冷却。利用所述发明装置能够检测镀锌高强度钢材料形成液态金属裂纹的敏感性，定量测定锌层厚度、材料强度、加载载荷、温度范围等直接影响液态金属裂纹产生的关键参数的阈值，为高强钢镀锌板的生产与应用提供检测评估手段和数据支撑。

技术领域

本发明涉及高强钢材料检测评估领域，更具体的涉及锌致液态金属裂纹形成条件的检测。

背景技术

钢铁材料在制造业有着广泛的应用基础，为了减轻结构重量，钢铁材料逐渐向更高强度发展，如汽车、建筑行业，通常在钢材表面进行镀锌处理以增强材料的防腐蚀性能和使用寿命。这一常规做法对于传统的较低强度级别的钢不存在问题，但当钢材基体的强度达到一定程度之后(抗拉强度1000MPa左右)，表面镀锌层的存在会给材料的应用带来致命的问题，以汽车生产为例，应用于汽车材料的第三代高强钢QP钢(如QP980、QP1180镀锌钢板)，在组装焊接过程中容易在焊点位置或焊点附近出现液态锌导致的裂纹，裂纹的存在将会导致焊点强度降低，无法满足服役条件。另外对于带有镀锌层的热冲压高强钢而言，在热冲压过程中同样存在锌致液态金属裂纹，影响材料使用。

锌致液态金属裂纹，或者液态金属致脆(Liquid Metal Embrittlement,LME)的存在严重阻碍了以第三代高强度钢为主的超高强度钢的应用。锌致液态金属裂纹是一个全球性的难题，钢铁行业、汽车行业以及学术界都在探求以期能够解决该裂纹问题。但是，目前关于LME的形成条件和机理并没有有效的评估手段和完善的解释过程。因此为了解决上述问题，本发明提出一种有效检测锌致液态金属裂纹产生条件的装置以及方法。

发明内容

本发明提供了一种检测装置及其检测方法，能够有效检测高强钢板材产生锌致液态金属裂纹的条件，该测试装置具有结构简单、性能稳定、制造成本低以及适用性强的优点。另外，本发明还提供一种用于检测锌致液态金属裂纹产生条件的方法，本发明所述产生条件具体包括钢材基体组织和强度等级、表面镀锌层厚度、材料受到载荷类型和应力水平、材料受到的温度作用范围。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

作为本发明的一个方面，提供一种锌致液态金属裂纹产生条件的检测装置，其特征在于，腔体、锌源、金相检测仪器、冷却件和加热件；

金相检测仪器，用于被测试件的金相分析；

冷却件，在检测过程中用于被测试件的冷却处理；

加热件，在检测过程中用于被测试件的加热处理；

所述腔体上端面设有开口，所述开口为测试口，且与被测试件贴合，所述锌源放置在腔体底部。

作为优选，腔体下端面设有另一开口，所述开口与所述锌源相通。

作为优选，所述腔体为圆柱体或立方体。

作为优选，所述腔体是圆柱体，所述圆柱体上端开口所在的平面通过螺纹与圆柱体相连接。

作为优选，所述腔体是立方体，所述立方体上端开口所在的平面通过插拔的形式与立方体连接。

作为优选，所述腔体底部设置有基座，所述锌源放置在所述基座内。

作为优选，所述基座还包括鼓风部件，所述鼓风部件可将锌蒸汽鼓出。

作为优选，所述基座与腔体抽拉式连接。

作为优选，所述监测装置还包括加热线圈，所述加热线圈环绕在所述腔体的下半段或设置在所述腔体的下端面。