The effect of structure on the stability of Al-Si coatings under salt mist condition

• Autorzy: Wróbel. A. , Kucharska B. , Nitkiewicz Z.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Metallic coats that are being commonly applied nowadays, e.g. on the elements of car exhaust systems, are aluminium coatings. An alternative to Al-Si hot-dip coatings are Al-Si clad coatings, owing to their lower specific gravity and good plastic properties. The subject of the studies presented in the paper is the assessment of the corrosive wear of aluminium-silicon coatings applied using two technologies involving hot-dip coating and cladding, respectively. The content of silicon in the coatings examined corresponded to the grades of around-eutectic silumins (8÷10% Si). The coatings were subjected to salt spray corrosion tests (according to the ISO 9227 standard) in three cycles of 0.5, 1 and 6 hrs, respectively. Comparison of the state of the surface and the subsurface structure was also made in macro- and microscopic examinations. The corrosion attack had the character of fine pits and covered only half of the coating. The preferential places of pit initiation were matrix-silicon crystal interfaces. The first corrosion changes occurred after 1 hr of test. After 6 hrs of test, the corrosion attack had encompassed considerable surface areas of the clad coatings. In the case of the hot-dip coating, the surface areas affected by corrosion were smaller compared to the clad coatings. In both types of coating, the corrosion attack was superficial in character. The mass loss of coatings after 6 hrs of test did not exceed 0.003 g. The corrosion initiation locations at the interfaces suggest that in subsequent corrosion cycles the coatings applied by hot-dip coating technology (many silicon crystals have a size comparable to the coating thickness) will undergo faster corrosion wear.

PL

Obecnie często stosowanymi metalicznymi powłokami ochronnymi m.in. na elementach układów wydechowych w samochodach są powłoki aluminiowe. Alternatywą dla ogniowo osadzanych powłok Al-Si są powłoki platerowane Al-Si ze względu na mniejszy ciężar właściwy i dobre własności plastyczne. Przedmiotem badań przedstawionych w pracy jest ocena zużycia korozyjnego powłok aluminiowo-krzemowych wytworzonych dwoma technologiami w procesie zanurzeniowym i platerowania. Zawartość krzemu w badanych powłokach odpowiadała gatunkom siluminów okołoeutektycznych (8÷10% Si). Powłoki poddano testom korozyjnym w mgle solnej (zgodnie z normą ISO 9227) w trzech cyklach 0,5, 1 oraz 6 h. Dokonano porównania stanu powierzchni oraz struktury przypowierzchniowej w badaniach makro- i mikroskopowych. Atak korozyjny miał charakter drobnych wżerów i obejmował tylko osnowę powłoki. Preferencyjnymi miejscami inicjacji wżerów były granice międzyfazowe osnowa-kryształy krzemu. Pierwsze zmiany korozyjne wystąpiły po 1 h testu. Po 6 h testu atak korozyjny objął znaczne obszary powierzchni powłok platerowanych. W przypadku powłoki ogniowej obszary powierzchni objętych korozją były mniejsze w porównaniu z powłokami platerowanymi. W obu powłokach atak korozyjny miał charakter powierzchniowy. Ubytek masy powłok po 6 h testu nie przekraczał 0,003 g. Miejsca inicjacji korozji w granicach międzyfazowych sugerują, że w dalszych cyklach korozyjnych powłoki wykonane technologią ogniową (wiele kryształów krzemu ma wymiar porównywalny z grubością powłoki) ulegną szybszemu zużyciu korozyjnemu.

Słowa kluczowe

EN

Al-Si coatings; clad, hot-dip; exhaust system; salt spray test

PL

powłoki Al-Si; plater; ogniowa; układ wydechowy; test w mgle solnej

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 394--397
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wróbel. A.

autor

Kucharska B.

autor

Nitkiewicz Z.

• Institute of Materials Engineering, Częstochowa University of Technology,

Bibliografia

• [1] Żaba K., Nowak S., Kąc S.: Badania stanu powłoki Al-Si na stalowych taśmach i rurach przeznaczonych na elementy układów wydechowych, poddanej działaniu temperatury 150°C i czas. Rudy i Metale Nieżelazne, R 52 (7) (2007) 410-418.
• [2] Pliszko B., Moskal B., Góral M., Witala B.: Odporność korozyjna stali dla energetyki z pokryciami ochronnymi. Ochrona przed Korozją 11s/A (2007) 85-89.
• [3] Blicharski M.: Inżynieria powierzchni. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa (2009).
• [4] Hryniewicz T.: Technologia powierzchni i powłok. Wydawnictwo Uczelnianie Politechniki Koszalińskiej, Koszalin (2004).
• [5] Liberski P.: Fizykochemiczne podstawy racjonalnego kształtowania zanurzeniowych powłok aluminiowych na żelazie. Zeszyty Naukowe, Hutnictwo, Politechnika Śląska, Z.64 (2002) 7-124.
• [6] Wróbel A., Kucharska B., Nitkiewicz Z.: Stan technologiczny powłoki Al-Si na stali po procesie tłoczenia – przykład tłumika samochodowego. Mater. Konf. „Nowe Technologie i Osiągnięcia w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej”, Wyd. Politechniki Częstochowskiej (2009) 162-165.
• [7] Dobosz K., Matysiak A.: Powłoki ochronne w pojazdach samochodowych. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa (1986).
• [8] Szymański W., Lech-Grega M., Kłyszewski A.: Otrzymywanie warstwowych taśm ze stopów aluminiowych z przeznaczeniem na wymienniki cieplne. Rudy i Metale Nieżelazne R. 43 (11) (1998) 662-665.
• [9] Miller W. S., Zhuang L., Bottema J.: Recent development in aluminium alloys for the automotive industry. Materials Science and Engineering A280 (2000) 37-49.
• [10] Skoblik R.: Wpływ walcowania platerów Al-Cu na ich właściwości plastyczne. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 20 (1) (2000) 193-200.
• [11] Lalik S., Luberadzki M., Zajączkowski J.: Forming of titanium cladded plates by plastic forming methods. Advances in Materials Science 7 4(14) (2007) 75-80.
• [12] Movahedi M., Madaah-Hosseini H. R., Kokabi A. H.: The influence of roll bonding parameters on the bond strength of Al-3003/Zn soldering sheets. Materials Science and Engineering A 487 (2008) 417-423.
• [13] Haga T., Suzuki S.: A twin-roll caster to cast clad strip. Journal of Materials Processing Technology 138 (2003) 366-371.
• [14] Wróbel A., Kucharska B., Nitkiewicz Z.: Influence of heat treatment on the phase composition of Al-Si coat on X2CrTi12 high chromium steel. Inżynieria Materiałowa 6 (166) (2008) 960-962.
• [15] Warmuzek M.: Dendritic microstructures in cast Al-Si alloys – an analysis of dispersion factors. Prace Instytutu Odlewnictwa, Tom XLVIII, Zeszyt 1-2 (1998) 55-73.