Wpływ krzemu na strukturę i właściwości powłok ogniowych na bazie aluminium

• Autorzy: Zinchuk Andrii , Moraczyński Oskar , Kucharska Barbara

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.3580

Warianty tytułu

EN

The effect of silicon on the structure and properties of aluminium-based hot-dip coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ciągły wzrost zapotrzebowania na powłoki aluminiowe dla przemysłu motoryzacyjnego wiąże się z koniecznością poprawy ich jakości w zakresie właściwości ochronnych i mechanicznych. W powłokach aluminiowych, wytworzonych ogniowo, na granicy ze stalowym podłożem powstają fazy pośrednie FeAl3 i Fe2Al5, które zmniejszają odporność na korozję i ograniczają możliwości kształtowania pokrytego wyrobu. W pracy dokonano określenia wpływu dodatku 7% Si do aluminiowej powłoki (690°C/60 s) na jej mikrostrukturę, grubość i rodzaj faz pośrednich oraz twardość i cechy powierzchni. Wykazano, że dodatek Si powoduje 40% zwiększenie twardości powłoki oraz zmniejszenie jej chropowatości. Dodatkowo, zostaje ograniczona dyfuzja wzajemna Al i Fe, w wyniku czego formuje się warstwa faz międzymetalicznych, wzbogacona w fazę Al7-9Fe2Si, 4-krotnie cieńsza niż w powłoce bez dodatku Si, przy zachowaniu grubości zewnętrznej warstwy powłoki.

EN

The continuous increase in demand for aluminum coatings for the automotive industry is associated with the need to improve their quality in terms of protective and mechanical properties. The aluminum coatings produced hot-dip, on the border with the steel substrate formed intermediate phases FeAl3, and Fe2Al5, which reduce the corrosion resistance and limit the possibility of forming a coated article. The paper determines the effect of the addition of 7% Si to an aluminum coating (690°C/60 s) on the microstructure thickness and type of intermediate phases as well as hardness and surface features. It has been shown that the addition of Si results in a 40 % increase in the hardness of the coating and reduce the surface roughness. In addition, is limited interdiffusion of Al and Fe, as a result of which an intermetallic phase layer is formed, Al7-9Fe2Si enriched phase, 4 times thinner than a coating without the addition of Si, while maintaining the thickness of the outer coating layer.

Słowa kluczowe

PL

powłoka; faza międzymetaliczna; korozja; aluminium

EN

coating; intermetallic phase; corrosion; aluminum

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 2
• Strony: 16--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zinchuk Andrii

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów

autor

Moraczyński Oskar

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów

autor

Kucharska Barbara

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów

Bibliografia

• 1. Dobosz K., Matysiak A.: Powłoki ochronne w pojazdach samochodowych. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 198
• 2. Liberski P.: Fizykochemiczne podstawy racjonalnego kształtowania zanurzeniowych powłok aluminiowych na żelazie. Zeszyty Naukowe, Hutnictwo, Politechnika Śląska, 2002, z. 64, s. 7–124.
• 3. Cheng W.J.: Growth of intermetallic layer in the aluminide mild steel during hot-dipping. „Surface and Coatings Technology” 2004, vol. 204, issues 6-7, 25 December 2009, p. 824–828.
• 4. Żaba K.: Wpływ powłoki Al-Si na proces wytwarzania I jakość zgrzewanych aluminiowanych rur stalowych. Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydawnictwo Naukowe AKAPIT, Kraków 2013.
• 5. Seré P.R., Zapponi M., Elsner C.I., Di Sarli A.R.: Comparative corrosion behaviour of 55Aluminium-zinc alloy and zinc hot-dip coatings deposited on low carbon steel substrates. „Corrosion Science” 1998, vol. 40, issue 10, 1 October 1998, p. 1711–1723.
• 6. Chaur-Jeng Wang, Shih-Ming Chen: The high-temperature oxidation behavior of hot-dipping Al-Si coating on low carbon steel. „Surface and Coatings Technology” 2006, vol. 200, issues 22–23, 20 June 2006, p. 6601-6605.
• 7. Meng-Bin Lin, Chaur-Jeng Wang: Microstructure and high temperature oxidation behavior of hot-dip aluminized coating on high silicon ductile iron. „Surface and Coatings Technology” 2010, vol. 205, issue 5, p. 1220–1224.
• 8. Shahverdi H.R., Ghomashchi M.R., Shabestari S., Hejazi J.: Microstructural analysis of interfacial reaction between molten aluminium and solid iron. „Journal of Materials Processing Technology” 2002, vol. 124, issue 3, p. 345-352.
• 9. Kobayashi S., Yakou T.: Control of intermetallic compound layers at interface between steel and aluminum by diffusion treatment. „Materials Science and Engineering, A”, 2002, vol. 338, issues 1–2, p. 44-53.
• 10. Hejwowski T.: Nowoczesne powłoki nakładane cieplnie odporne na zużycie ścierne i erozyjne. Wyd. Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Lublin 2013.
• 11. Wróbel A., Kucharska B.: Materiały na elementy samochodowych układów wydechowych - dawniej i dziś. Materiały Konferencyjne nr 15, XII Międzynarodowej Konferencji Naukowej, Nowe Technologie i Osiągnięcia w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Politechnika Częstochowska, 2011, 533-537.
• 12. Miller W.S., Zhuang L., Bottema J., Wittebood A.J., De Smet P., Haszler A., Vieregge A.: Recent development in aluminum alloys for the automotive industry. „Materials Science and Engineering A” 2000, vol. 280, issue 1, p. 37–49.
• 13. Yon J.G., Lee J.H., Kwak S.Y. Kang. C.Y.: Microstructural Evolution of Intermetallic Compound Formed in Boron Steel Hot-Dipped in Al–7%Ni Alloy. „Metals” 2017, vol. 7, issue 10, 26 September 2017, p. 393.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).