Flux Effect Onto Peritectic Phases Growth In The Zinc Coating

• Autorzy: Kopyciński D. , Guzik E.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0382

Warianty tytułu

PL

Wpływ topnika na wzrost faz perytektycznych w powłoce cynkowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A model of the (Zn) – coating formation on the iron/steel substrate is proposed. The model assumes the phases’ sub-layers creation in a sequence. This sequence is referred to the Fe-Zn phase diagram. However, this sequence of phases’ appearance is perturbed by the flux presence in the zinc bath. The flux effect on the coating morphology and appearance/disappearing of some sub-layers is analysed. The phases’ formation is treated as the result of the peritectic reaction accompanying the coating solidification. A comparison of the coating formations before and after flux decay is delivered. Thus, a function which describes the flux decay is also analysed. Additionally, a ternary Fe-Zn-F(flux) phase diagram is considered. The varying zinc concentration across the phases sub-layers is described with the use of the function which determines the flux decay. The behaviour of the solidification path before and after flux decay is discussed due to the adequate equations formulated in frame of the current model.

PL

Zaproponowany został model kształtowania się powłoki (Zn) na podłożu ze stali/żelaza. Model zakłada powstawanie podwarstw faz w pewnej sekwencji. Sekwencja ta odniesiona jest do diagramu równowagowego. Jednak, sekwencja ta zakłócona jest obecnością topnika w kąpieli. Wpływ topnika na morfologię powłoki oraz na pojawianie się/zanik niektórych podwarstw jest analizowany. Powstawanie faz traktowane jest jako rezultat reakcji perytektycznych towarzyszących krystalizacji powłoki. Pokazane jest porównanie kształtowania się powłoki przed i po zaniku topnika. Stąd, analizowana jest również funkcja, która opisuje zanik topnika. Dodatkowo, rozważany jest potrójny diagram fazowy Fe-Zn-topnik. Zmienne stężenie cynku na grubości podwarstw opisane jest z użyciem funkcji, która opisuje zanik topnika. Zachowanie się ścieżki krystalizacji przed i po zaniku topnika jest dyskutowane w odniesieniu do stosownych równań sformułowanych w proponowanym modelu.

Słowa kluczowe

EN

Fe-Zn-flux phase diagram; flux disappearing; coating thickening

PL

diagram fazowy Fe-Zn-topnik; zanik topnika; pogrubienie powłok

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3
• Strony: 2341--2346
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Kopyciński D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, 23 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

autor

Guzik E.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Foundry Engineering, 23 Reymonta Str., 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] W. Wołczyński, E. Guzik, D. Kopyciński, C. Senderowski, Mechanism of the Intermetallic Phase/Compound Growth on the Substrate, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 24, 324-327 (2007).
• [2] A. R. Marder, The Metallurgy of Zinc-Coated Steel, Progress in Materials Science 45, 191-271 (2000).
• [3] R. Parisot, S. Forest, A. Pineau, F. Grillon, X. Démonet, J. M. Mataigne, Deformation and Damage Mechanisms of Zinc Coatings on Hot-Dip Galvanized Steel Sheets, Metallurgical and Materials Transaction 35A, 797-811 (2004).
• [4] J. Inagaki, M. Sakurai, T. Watanabe, Alloying Reactions in Hot-Dip Galvanizing and Galvannealing Processes, ISIJ International 35, 1388-1393 (1995).
• [5] C. R. Xavier, U. R. Seixas, P. R. Rios, Further Experimental Evidence to Support a Simple Model for Iron Enrichment in Hot-Dip Galvanneal Coatings on IF Steel Sheets, ISIJ International 36, 1316-1327 (1996).
• [6] J. D. Culcasi, P. R. Sere, C. I. Elsner, A. R. Sarli, Control of the Growth of Zinc – Iron Phases in the Hot-Dip Galvanizing Process, Surface and Coatings Technology 122, 21-23 (1999).
• [7] W. Wołczyński, E. Guzik, J. Janczak-Rusch, D. Kopyciński, J. Golczewski, H. M. Lee, J. Kloch, Morphological Characteristics of Multi-Layer/Substrate Systems, Materials Characterization 56, 274-280 (2006).
• [8] W. Wołczyński, T. Okane, C. Senderowski, D. Zasada, B. Kania, J. Janczak-Rusch, Thermodynamic Justification for the Ni/Al/Ni Joint Formation by a Diffusion Brazing, International Journal of Thermodynamics 14, 97-105 (2011).
• [9] W. Wołczyński, T. Himemiya, D. Kopyciński, E. Guzik, Solidification and Solid/Liquid Interface Paths for the Formation of Protective Coatings, Archives of Foundry Engineering 6, 359-362 (2006).
• [10] D. Kopyciński, E. Guzik, W. Wołczyński, Coating (Zn) Formation during Hot-Dip Galvanizing, Inżynieria Materiałowa 164, 289-292 (2008).
• [11] D. Kopyciński, TMS 2013 Annual Meeting, Crystallization of Intermetallic Phases Fe-Zn during Hot-Dip Galvanizing Process, TMS2013 Supplemental Proceedings, 439-446.
• [12] D. Kopyciński, E. Guzik, Intermetallic Phases Formation in Hot Dip Galvanizing Process, Solid State Phenomena 197, 77-82 (2013).
• [13] D. Kopyciński, A. Szczęsny, The Effect of Ductile Cast Iron Matrix on Zinc Coating during Hot Dip Galvanizing of Castings, Archives of Foundry Engineering 12, 101-104 (2012).
• [14] A. Quiroga, S. Claessens, B. Gay, M. Rappaz, A Novel Experiment for the Study of Substrate-Induced Nucleation in Metallic Alloys, Metallurgical and Materials Transactions 35A, 3543-3550 (2004).
• [15] J. Strutzenberger, J. Faderl, Solidification and Spangle Formation of Hot-Dip Galvanizing Zinc Coatings, Metallurgical and Materials Transactions 29, 631-646 (1998).
• [16] K. Mita, T. Ikeda, M. Maeda, Phase Diagram Study of Fe-Zn Intermetallics, Journal of Phase Equilibria 23, 1808-1815 (2000).
• [17] X. Su, N. Y. Tang, J. M. Toguri, A Study of the Zn-Rich Corner of the Zn-Fe-Sn System, Journal of Phase Equilibria 26, 528-532 (2003).
• [18] W. Xiong, Y. Kong, Y. Dub, L. Zikui, M. Selleby, S. Weihua, Thermodynamic Investigation of the Galvanizing Systems, I: Refinement of the Thermodynamic Description for the Fe-Zn System, Calphad: Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermo-Chemistry 33, 433-440 (2009).
• [19] W. Wołczyński, Z. Pogoda, G. Garzeł, B. Kucharska, A. Sypień, T. Okane, Part I. Thermodynamic and Kinetic Aspects of the Hot Dip (Zn) – Coating Formation, Archives of Metallurgy and Materials 59, 1223-1233 (2014).
• [20] W. Wołczyński, J. Janczak-Rusch, Z. Pogoda, Formation of the Ni/Al/Ni Joint Structure Applying an Isothermal Solidification, Archives of Foundry Engineering 8, 337-342 (2008).
• [21] E. P. Kalinushkin, Y. Taran, Effect of Liquid Diffusion on Mechanism of Peritectic Transformation in Alloy Steels, Materials Science Forum 329-330, 191-196 (2000).
• [22] W. Wołczyński, Z. Pogoda, G. Garzeł, B. Kucharska, A. Sypień, T. Okane, Part II. Model for the Protective Coating Formation during Hot Dip Galvanizing, Archives of Metallurgy and Materials 59, 1393-1404 (2014).
• [23] W. Wołczyński, B. Kucharska, G. Garzeł, A. Sypień, Z. Pogoda, T. Okane, Part III. Kinetics of the (Zn) – Coating Deposition during Stable and Meta-Stable Solidifications, Archives of Metallurgy and Materials 60, 199-207 (2015).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.