Badanie zjawisk rozpuszczania dyfuzyjnego stali reaktywnych w kąpieli cynkowej z dodatkiem bizmutu

• Autorzy: Tatarek A. , Saternus M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2018.7.3

Warianty tytułu

EN

Research of diffusive dissolution phenomena of reactive steels in zinc bath with bismuth addition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas cynkowania zanurzeniowego bizmut jest często stosowany jako dodatek stopowy do kąpieli. Pierwiastek ten wpływa na stabilizację procesu tworzenia powłoki ochronnej na stali i poprawia jej właściwości powierzchniowe. W pracy przedstawiono wyniki badań zjawisk rozpuszczania stali reaktywnych zawierających krzem w kąpieli cynkowej z dodatkiem 0,5% bizmutu. Zastosowanie warunków modelowych umożliwiło analizę przebiegu procesu rozpuszczania dyfuzyjnego na granicy rozdziału podłoże-kąpiel cynkowa i określenie roli bizmutu. Metodą Boltzmana-Matano wyznaczono wartości współczynnika dyfuzji żelaza w ciekłym cynku w funkcji jego stężenia, w temperaturze 450°C. W przypadku stosowania 0,5% dodatku bizmutu do kąpieli cynkowej można zaobserwować spadek szybkości rozpuszczania dyfuzyjnego podłoża stali reaktywnych. Stwierdzono zmniejszenie szybkości dyfuzji, co jest szczególnie widoczne dla stali sandelinowskiej z krytyczną zawartością 0,05% krzemu, w warstwie dyfuzyjnej powłoki w zakresie występowania fazy ζ.

EN

During hot-dip galvanizing process a bismuth is often applied as alloy addition to zinc bath. This element effects on stabilization of forming process of protective coating on steel and it improves surface properties of coating. The results of investigation of dissolution phenomena of silicon- containing reactive steels in zinc bath with 0,5% bismuth addition have been presented. Due to using the model conditions it is possible to analyse a diffusive dissolution process on the basis metal-zinc bath interface and it determines a bismuth role. The diffusion coefficient of iron dependent on its concentration in liquid zinc has been determined by the Boltzman-Matano method in the temperature of 450°C. Bismuth addition to the zinc bath produces more than twice decrease of dissolution rate of reactive steels. Diffusion rate decreases, that is best visible for Sandelin’s steel with critical silicon addition 0.05%, especially in ζ-phase range in diffusion layer of the coating.

Słowa kluczowe

PL

cynkowanie zanurzeniowe; powłoka cynkowa; rozpuszczanie; dyfuzja; stal reaktywna

EN

hot dip galvanizing; zinc coating; dissolution; diffusion; reactive steel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 7
• Strony: 186--190
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Tatarek A.

• FAM S.A., ul. Avicenny 16, 54-611 Wrocław

autor

Saternus M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Avettand-Fenoel Marie-Noelle, Guy Reumont, Pierre Perrot. 2006. „The effect of tin on the reactivity of silicon-containing steels”. Proceedings of the 21st International Galvanizing Conference Intergalva 2006. Naples : EGGA.
• [2] Bablik Heinz, A. Merz. 1941. „Einflus des Siliziumgehaltes im Stahl beim Feuerverzinken”. Metallwissenschaft 20 : 1097-1100.
• [3] Beguin P., M. Bosschaerts, D. Dhaussy, R. Pankert, M. Gilles. 2000: „Galveco a solution for galvanizing reactive steel. Proceedings of 19th International Galvanizing Conference, Berlin: EGGA, paper 3 : 1-8.
• [4] Dybkov Vasiliĭ Ivanovich. 2002: Reaction Diffusion and Solid State Chemical Kinetics. Kyiv: The IPMS Publications.
• [5] Fasoyinu Festus A., Fred Weinberg. 1990. „Spangle formation in galvanized sheet steel coatings”. Metallurgical and Materials Transactions B 21 : 549-558.
• [6] Horstmann Dietrich. 1953. „Der Angriff von eisengesattigten Zinkschmelzen auf Eisen”. Stahl und Eisen 73 (10) : 659-665.
• [7] Horstmann Dietrich. 1960. „Allgemeine Gesetzmasigkeiten des Einflusses von Eisenbegleitern auf die Vorgange beim Feuerverzinken”. Stahl und Eisen 80 (22) : 1531-1540.
• [8] Irving Sax N. 1979. Dangerous Properties of Industrial Materials. New York: VNR.
• [9] Kania Henryk, Anna Skupińska. 2018. „Structures of coatings obtained in a ZnAl23Mg3Si0.4 bath by the batch hot dip method”. Kovové materiály 56 (2) : 105-111.
• [10] Kania Henryk, Piotr Liberski P. 2014. „The Structure and Growth Kinetics of Zinc Coatings on Link Chains Produced of the 23MnNiCrMo5-2 Steel”. Solid State Phenomena 212 : 145-150.
• [11] Kania Henryk, Piotr Liberski. 2012. „Synergistic influence of Al, Ni, Bi and Sn addition to a zinc bath upon growth kinetics and the structure of coatings”. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 35 : No 012004.
• [12] Kania Henryk, Piotr Liberski. 2014. „Synergistic Influence of the Addition of Al, Ni and Pb to a Zinc Bath upon Growth Kinetics and Structure of Coatings”. Solid State Phenomena 212 : 115-120.
• [13] Kania Henryk. 2012. „The structure of coatings obtained in the Zn-31Al-3Mg bath by the batch hot dip method”. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 35 : No. 012003.
• [14] Kania Henryk. 2014. „Kinetics of Growth and Structure of Coatings Obtained on Sandelin Steels in the High-Temperature Galvanizing”. Solid State Phenomena 212 : 127-132.
• [15] Kania Henryk. 2014: „The Structure of Coatings Obtained in the Zn-31Al-3Mg Bath on High-Silicon Steel”. Solid State Phenomena 212 : 101-106.
• [16] Kania Henryk. 2017. „Odporność korozyjna powłok otrzymanych w kąpieli ZnAl z dodatkiem Mg”. Przemysł Chemiczny 96 (1) : 465-468.
• [17] Kania Henryk., Marzena Bierońska. 2014 „Corrosion Resistance of Zn-31AlMg Coatings Obtained by Batch Hot Dip Method”. Solid State Phenomena 212 : 167-172.
• [18] Komorowski Leszek, Agnieszka Królikowska. 2015. „Wpływ dodatków stopowych bizmutu i ołowiu na odporność korozyjną powłok cynkowych zanurzeniowych – Morfologia powłok”. Ochrona przed korozją 58 (10) : 350-357.
• [19] Kosaka M., S. Minowa. 1965. „Effect of Stirring on the Rates of Dissolution of Steel on Liquid Al or Zn. Iron and Steel Inst. Japan 51 : 82-89.
• [20] Liberski Piotr, Adam Tatarek, Henryk Kania, Paweł Podolski. 2009. „Coating growth on silicon-containing iron alloys in hot dip galvanizing process”. Proceedings 22nd International Galvanizing Conference Intergalva 2009, Madrid : EGGA : 181-187.
• [21] Liberski Piotr, Paweł Podolski, Henryk Kania, Adam Gierek, Jacek Mendala. 2003. „Corrosion resistance of zinc coatings obtained in high-temperature baths”. Materials Science 39 (5) : 652-657.
• [22] Marder Arnold R. 2000. „The metallurgy of zinc-coated steel”. Progress in Materials Science 45 : 191-271.
• [23] Massalski Thaddeus B. 1990. Binary Alloy Phase Diagrams : ASM International.
• [24] Pistofidis Nikolaos, George Vourlias, S. Konidaris, George Stergioudis. 2007. „The effect of bismuth on the structure of zinc hot-dip galvanized coatings”. Materials Letters 61 : 994-997.
• [25] Porter Frank.C. 1991. Zinc Handbook: properties processing and use in design, New York: Marcel Dekker.
• [26] Reumont Guy, Pierre Perrot, Foct Jacques. 1998. „Thermodynamic Study of the Galvanizing Process in a Zn-0.1% Ni Bath”. Journal of Materials Science 33 (19) : 4759-4768.
• [27] Reumont Guy, Pierre Perrot. 1994. Proceedings of 17th International Galvanizing Conference Intergalva 1994, Paris: EGGA.
• [28] Sandelin R.W. 1940. „Galvanizing characteristics of different types of steel”. Wire and Wire Products 11 : 655-676.
• [29] Sebisty J.J. 1973. Diskussionsbeitrag zur 10. Internationalen Verzinkertagung, Stresa.
• [30] Strutzenberger Johann, Josef Faderl. 1998. „Solidification and spangle formation of hot-dip-galvanized zinc coatings„. Metallurgical and Materials Transactions A 29 : 631-646.
• [31] Taylor M., Murphy S. 1997. „A decade of Technigalva”. Proceedings of the 18th International Galvanizing Conference Intergalva 1997, Birmingham : EGGA.

Uwagi

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