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汽车产业已经迈入品牌向上、高质量发展阶段，对汽车用钢材耐蚀性能研究必须加以重视。本文通过对汽车用高强钢材料组织、性能等分析，可以看出锌铝镁镀层可以有效提
高加工性和耐蚀性。热成形钢用于汽车 A、B、C柱及内部防撞杆等安全件。基于汽车轻量化、高强化要求，预计 2021 年汽车用热成形钢零件用量将达到10亿件，前景可观。目前热成形钢的市场需求量约120万吨/年，其中涂层板约80万吨/年，裸板和镀锌板约为40万吨/ 年。国内铝硅镀层热成形钢产线有6条，年供货能力超100万吨，总产能超市场需求。热成形钢规格如下：厚度为0.8mm~2.65mm（部分车型使用酸洗热成形钢，
最大厚度3.5mm），其 中 1.0mm~2.0mm需占90%；宽度为700mm~1800mm，其中小于1400mm、1400mm~1600mm
和大于1600mm三种宽度规格各占1/3。安赛乐米塔尔、宝武产线可生产 1800mm 宽度规格，基本覆盖市场需求 ；唐钢产线宽度较窄，仅能覆盖40%的宽度规格。冷成型先进高强钢通过相变强化，种类有双相钢（DP）、马氏体钢（MS）、复相钢（CP）、淬火配分钢（Q&P）。其中DP钢用量最大，QP 钢用量低于10万吨 /年，以冷轧QP钢为主。抗拉强度 780MPa 以上的双相钢、复相钢、QP钢、马氏体钢以及热成形后抗拉强度超过 1300MPa的热成形钢已批量应用，各类产品组织性能特点及典型应用如表1所示。
根据世界钢铁协会未来钢制车身（future steel
vehicle）的设计方案，119 个车身零件中，使用抗拉强度≥980MPa 的超高强钢的零件共计41个，单车超高强钢用量为 81.2Kg，占车身用钢量4成以上。预计2022年连退、镀锌超高强钢需求量156万吨。
在产线配置方面，宝钢、鞍钢、河钢、本钢等具备QP980等先进高强钢的生产能力。其中仅宝钢就有2条产线，分布在湛江基地和宝山基地，生产能力超过国内QP钢总用量需求。镀锌QP钢因焊接LME问题用量有限，产能更加富余。2008 年宝马提出用70g/m2的锌铝镁镀层替代100g/m2的纯锌镀层的方案，这是锌铝镁镀层产品首次进入汽车用钢领域，Al含量为1.0~3.0%，Mg含量为1.0~2.0%，其余为Zn。目前国内锌铝镁镀层成分大致为：Zn为主，Al含量为1.5%~11%，Mg含量为 1.5%~3%，以及少量的Si。厚度为0.4mm~4.0mm，宽度为580mm~1500mm。由 于 Zn、Al、Mg等元素的复合效果，腐蚀抑制效果明显得到提升。并具有良好的耐损伤性能，最大优点是切割端面的耐腐蚀性及自我愈合能力。锌铝镁镀层产品表面质量已经达到汽车内板要求，但距离面板要求尚远。宝钢、首钢产线具备锌铝镁镀层汽车板生产能力，正在开展汽车主机厂试用验证。根据欧洲锌铝镁镀层工作组的评估结果，与纯锌镀层产品Z100相比，ZAM70镀层产品具有更良好的成形性以及更优异的耐蚀性。通过宝马评估报告可以看出锌铝镁镀层具有优异的平面耐蚀性、切口耐蚀性、冲杯耐蚀性、折弯耐蚀性、耐大气腐蚀、涂装性能，尤其具有优良的抗脱锌粉性能，
可降低由于冲压设备锌粉污染引起的冲压中断和损耗降低，
提高汽车厂冲压效率。对于轿车用锌铝镁镀层替代纯锌镀层可以减重1~3公斤，被认为是下一代汽车用防护镀层材料。2013年7月，宝马车身内部部分零部件由Z100镀层板切换为ZAM70镀层板，后期计划将ZAM70镀层板推广至外板使用。除宝马外，大众也有个别零件采用锌铝镁镀层钢板。国内具备锌铝镁镀层汽车板生产能力的产线仅有3条，
宝钢已完成了试制生产，湛江基地 1# 镀锌线具备生产锌铝镁镀层厚度0.45mm~2.3mm，宽度900mm~1850mm， 年产能45万吨；首钢已具备批量生产590MPa 及以下级别锌铝镁镀层汽车内板能力，其产品规格基本可以覆盖汽车用内外板零件。不同镀层基板生产出来的产品，其涂层常规性能并没有太多差异。通过24小时沸水实 验、10%H2O2 浸泡实验、28% 氨水浸泡实验、以及稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钠混合物
浸泡实验等，发现锌铝镁基板耐腐蚀性能整体好于镀铝锌产品。
实验室对未钝化锌铝镁产品进行中性盐雾实验，出红锈的时间 ：低铝锌铝镁产品1g镀层约10小时，纯锌产品1g镀层约 1小时。
国内目前仍缺少高档汽车板，尤其是具有优秀的耐腐蚀性能的锌铝镁汽车板。通过控制基板厚度、镀层厚度、涂料种类等因素可以获得更长效的使用寿命，是今后国内外钢厂
高端板材研发的重点方向。
参考文献：
[1] 谢英秀，金鑫焱，王利．热浸镀锌铝镁镀层开发及应用进展 [J]．钢铁研
究学报，2017（03）.
[2] 周忠臣，王滕，李伟刚．热浸镀 Zn-Al-Mg 镀层钢板的耐蚀性能分析 [J]
．安徽冶金，2017（04）.
[3] 郭小龙．先进高强钢热轧工艺开发与生产实践 [D]．东北大学，2010.
[4] 杨渊，李玉光，涂树林．国外热镀锌铝镁合金镀层钢板及其标准综述 [J].
冶金标准化与质量，2013（6）.
[5] 谷凤龙．HG 汽车板营销策略研究 [D]．东北大学，2015.
[6] 黄筱．木塑复合材料在工业产品设计中的应用研究 [D]．南昌大学，
2011.
[7] 张永．Zn-Al-Mg 合金的熔炼及其腐蚀机理研究 [D]．中国矿业大学，
2017.
[8] 许红．新型锌铝镁合金镀层工艺及其耐蚀机理的研究 [D]．山东大学，
2009.
[9] 吕家舜，李锋，杨洪刚等．热浸镀锌铝镁钢板镀层组织及腐蚀性能研究
[J]．材料工程，2012.
[10] 童晨，苏旭平，王建华等．Mg 对 Zn-6%Al 镀层凝固组织的影响及耐腐
蚀性的研究 [J]．热加工工艺，2012.12.
[11] 张京叶．热浸 Zn-Al-Mg-RE 合金镀层的制备及组织性能研究 [D]．河北工程大学，2018.
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