Struktura i właściwości innowacyjnych stopów cynku do cynkowania zanurzeniowego metodą ciągłą

• Autorzy: Wesołowski Jan , Malara Szymon

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2019.10.1

Warianty tytułu

EN

Structure and properties of innovative zinc alloys for continuous hot-dip galvanizing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki wytwarzania w warunkach laboratoryjnych opracowanych w Zakładzie Technologii Przetwórstwa Metali i Stopów Instytutu Metali Nieżelaznych trzech stopów cynku do cynkowania metodą ciągłą. Zaprezentowano badania struktury i właściwości tych stopów, takich jak: gęstość, temperatura krzepnięcia, twardość, badania fraktograficzne. Opracowane stopy są bardzo dobrą alternatywą dla obecnie stosowanych rozwiązań w tym zakresie. Badane stopy wykonano na bazie czystego cynku z dodatkami aluminium, manganu, magnezu i antymonu. Stopy krzepną w zakresie temperatury od 417 do 337⁰C, a ich twardość waha się w zakresie od 71 do 77 HB. Gęstość stopów mieści się w zakresie od 6,32 do 7,05 g/cm3. Strukturę i właściwości mechaniczne badanych stopów determinuje głównie udział procentowy aluminium. Wzrost zawartości tego dodatku w stopie z 0,5 do 5% mas. powoduje zwiększenie twardości oraz zmianę struktury na dendrytyczną z udziałem eutektyki faz ß-Al i α-Zn. Wszystkie badane stopy wykazują kruchy charakter przełomu, niezależnie od ilości zastosowanych dodatków stopowych (od 0,7 do 5,5% mas.). Dodatek do czystego cynku 5% aluminium oraz 0,5% magnezu powoduje obniżenie temperatury krzepnięcia materiału o ponad 30[stopni]C względem czystego cynku. Dodatkowo wpływa na zwiększenie ok. 3-krotnie zakresu temperatury pomiędzy likwidusem i solidusem w porównaniu do pozostałych badanych stopów.

EN

The developed alloys are a very good alternative to current solutions in this area. The tested alloys were made on the basis of pure zinc with additions of aluminum, manganese, magnesium and antimony. The alloys solidify in the temperature range from 417 to 337⁰C, and their hardness varies from 71 to 77 HB. The density of alloys ranges from 6.32 to 7.05 g/cm3. The structure and mechanical properties of the tested alloys are determined mainly by the percentage of aluminum. The increase of this additive in the alloy from 0.5 to 5% by mass causes an increase of hardness and a change in structure to dendritic with eutectic ß-Al and α-Zn phases. All tested alloys exhibit brittle fracture character, regardless of the alloying additions amount (from 0.7 to 5.5% wt.). The addition of 5% aluminum and 0.5% magnesium to pure zinc reduces the solidification point of the material by more than 30C in comparison to pure zinc. In addition, it increases more than three times the temperature range from liquidus to solidus in comparison to other alloys tested.

Słowa kluczowe

PL

cynk; stop cynku; cynkowanie zanurzeniowe; powłoka cynkowa; kąpiel cynkowa

EN

zinc; zinc alloy; hot-dip galvanizing; zinc coating; zinc bath

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 10
• Strony: 332--337
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wesołowski Jan

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice

autor

Malara Szymon

• ArcerolMittal Poland SA, Dąbrowa Górnicza

Bibliografia

• [1] Bigg P. H. 1967. „Density of water in SI units over the range 0-40⁰C”. British Journal of Applied Physics 18 (11): 521.
• [2] Dutta M., A. K. Halder, S. B. Singh. 2010. „Morphology and properties of hot-dip galvanized Zn-Mg and Zn-Mg-Al alloy coatings on steel sheet”. Surface and Coatings Technology 205 (7): 2578-2584.
• [3] Kollarova Maria i in. 2013. Influence of small additions of magnesium and aluminum in zinc melt (up to 1% respectively) on improvement of properties of hot dipped galvanized steel sheets. 19 Konferencja Cynkowania Ogniowego, 02-04 October, Spindleruv Mlyn.
• [4] Massalski T. B. 1990. Binary Alloy Phase Diagrams. 2nd ed. Ohio: ASM International.
• [5] Peng S., J. Lu, C. Che, G. Kong, Q. Xu. 2010. „Morphology and antimony segregation of spangles on batch hot-dip galvanized coatings”. Applied Surface Science 256 (16): 5015-5020.
• [6] Prosek T., D. Persson, J. Stoulil, D. Thierry. 2014. „Composition of corrosion products formed on Zn-Mg, Zn-Al and Zn-Al-Mg coatings on model atmospheric conditions”. Corrosion Science 86: 231-238.
• [7] Shibli S. M. A., B. N. Meena, R. Remya. 2015. „ A review on recent approaches in the field of hot-dip zinc galvanized process”. Surface and Coatings Technology 262: 210-215.
• [8] Stoulil Jan i in. 2013. Electrochemical properties of corrosion products of coatings based on Zn-Al-Mg alloys. 19 Konferencja Cynkowania Ogniowego, 02-04 October, Spindleruv Mlyn.
• [9] Wesołowski Jan Jacek. 2015. Cynkowanie zanurzeniowe wyrobów stalowych. Kraków: Wydawnictwa AGH.
• [10] Wesołowski Jan, Szymon Malara. 2016. „Cynkowanie zanurzeniowe w kąpieli WEGAL o podwyższonej zawartości manganu”. Ochrona przed Korozją 59(11): 390-393. DOI: 10.15199/41.2016.11.1
• [11] Wesołowski Jan i in. 2018. „Opracowanie technologii wytwarzania innowacyjnych stopow cynku do cynkowania zanurzeniowego, dostosowanych do określonego typu wyrobów stalowych”. Projekt badawczy INNOTECH-K3/IN3/59/226279/NCBR/15 (niepublikowany).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).