Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Odporność korozyjna powłok otrzymanych w kapieli Zn-NiBiSn na stalach o zróżnicowanej zawartości krzemu

Kania H., Liberski P., Podolski P., Tatarek A., Mendala J.

Ochrona przed Korozją

|

2007

|

nr 10

376-379

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności korozyjnej powłok cynkowych otrzymanych w kąpieli z dodatkiem NiBiSn na stalach z różną zawartością krzemu. W trakcie badań określono kinetykę wzrostu powłok podczas zanurzania w kąpieli Zn-NiBiSn, Zn-Ni oraz Zn-Al. Ujawniono także strukturę powłok na stalach o różnej zawartości krzemu. W celu określenia odporności korozyjnej przeprowadzono badania zużycia korozyjnego w warunkach przyspieszonych oddziaływania obojętnej mgły solnej.

EN

The results of investigations of the corrosion resistance of zinc coatings obtained in a bath with an addition of NiBiSn on steels with different silicon content have been presented. The growth kinetics of the coatings during their immersion in Zn-NiBiSn, ZnNi and ZnAl baths were determined during the tests. The structure of the coatings on steels with different silicon content was also revealed. In order to determine the corrosion resistance, corrosion tests were carried out in an accelerated weathering environment of a neutral salt spray.

2

Wpływ dodatków w kąpielach cynkowych na odporność korozyjną otrzymanych powłok w procesie cynkowania zanurzeniowego

Liberski P., Kania H., Podolski P., Tatarek A.

Inżynieria Powierzchni

|

2007

|

nr 2

3-8

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności korozyjnej powłok cynkowych otrzymanych na stalach z różną zawartością krzemu (0,001%, 0,02%, 0,05%, 0,27%). W trakcie badań określono kinetykę wzrostu powłok podczas zanurzania w kąpieli Zn, ZnAl oraz ZnNi. Ujawniono także strukturę powłok na stalach o podanej wyżej zawartości krzemu. W celu określenia odporności korozyjnej przeprowadzono badania zużycia korozyjnego w warunkach przyspieszonych oddziaływania obojętnej mgły solnej. Stwierdzono, że największą odporność na zużycie korozyjne wykazują powłoki cynkowe na stalach o zawartości 0,05% Si krzemu uważanej za krytyczną dla procesu cynkowania. Analiza struktury pozwala stwierdzić, że powłoki te charakteryzują się największą grubością całkowitą i największym udziałem faz międzymetalicznych Fe-Zn.

EN

The results of investigation of corrosion resistance of zinc coatings formed on steels with various content of silicon (0,001 %, 0,02 %, 0,05 %, 0,27 %) are presented. The kinetics of coatings growth during immersion in melted Zn, ZnAl and ZnNi baths was determined. The thickness and structure of coatings on steels with the above defined silicon content were different Neutral salt spray test was used for the evaluation of corrosion resistance of coatings. The best protective properties were obtained for coatings formed on steels with 0,05 % Si silicon content, that is considered as critical for hot-dip galvanizing process. It was found that these coatings are characterized by the highest thickness and the highest content of Fe-Zn intermetallic phase.

3

Niektóre aspekty doskonalenia technologii cynkowania zanurzeniowego

Liberski P., Kania H., Podolski P., Gierek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 4

775-782

PL

W artykule przedstawiono historię oraz aktualne problemy technologii cynkowania zanurzeniowego. Podstawę opracowania stanowiła analiza literatury, stanu bieżącego polskiego przemysłu powłok cynkowych, doświadczenia własne oraz wyniki prac badawczych prowadzonych w omawianym zakresie w Katedrze Technologii Stopów Metali i Kompozytów. Przedstawiono wpływ temperatury na strukturę powłok cynkowych na podłożu żelaza na przykładzie powłok otrzymanych w tradycyjnym procesie cynkowania oraz w procesie cynkowania wysokotemperaturowego. Określono strukturę powłoki otrzymanej w tradycyjnej temperaturze stwierdzając, że składa się ona z faz: gamma, delta1 i dzeta oraz warstwy zewnętrznej cynku eta (rys. 3a). Natomiast powłoka otrzymana w kąpieli o temperaturze wyższej niż 530 °C składa się z faz: gamma, delta1 oraz strefy dwufazowej delta1 + eta (rys. 3c). W artykule przedstawiono przykładowe struktury powłok otrzymanych na różnych gatunkach stali (rys. 4), w tym również na wysokowęglowych odlewniczych stopach żelaza (rys. 7), co pozwoliło na zobrazowanie wpływu składu chemicznego podłoża na budowę powłok. W zakresie temperatury tradycyjnego cynkowania obserwowano bardzo intensywny wpływ krzemu na strukturę powłok, objawiający się występowaniem tzw. efektu Sandelina (rys. 5a). Stwierdzono, że podwyższenie tem-peratury cynkowania (powyżej 530°C) eliminuje wpływ krzemu na wzrost powłoki i pozwala na otrzymanie powłok o podobnej budowie niezależnej od składu chemicznego stali (rys. 6). Przedstawiono wpływ niewielkich dodatków niklu do kąpieli cynkowniczej na ograniczenie efektu Sandelina (rys. 5b). Ponadto w artykule omówiono rozwój procesu cynkowania na przełomie ostatnich kilkudziesięciu lat, oraz przedstawiono perspektywy dalszego rozwoju koncentrując się na poprawie właściwości antykorozyjnych powłok, wskazując możliwości wytwarzania powłok w kąpielach cynkowo-aluminiowych o składzie eutektycznym również metodą indywidualnego zanurzania (rys. 8).

EN

The paper presents the history and current problems of the hot-dip galvanizing technology. The basis for this study is an analysis of the available literature, the current condition of the Polish zinc coatings industry, the author's own experience and the results of research conducted by the Department of Alloy, Metal and Composite Technologies. The influence of temperature on iron-based zinc coating's structures has been presented based on the example of coatings obtained in a conventional zinc plating process as well as with the hot-dip galvanizing technology. The structure of a coating obtained at a conventional temperature was determined. The coating was found to be composed of gamma, delta1 and dzeta phases and an outer zinc layer (Fig. 3a). A coating obtained at a temperature higher than 530 °C consisted of gamma and delta1 phases as well as a two-phase zone, delta1 + eta (Fig. 3c). The present paper shows some examples of the structure of coatings obtained on different steel grades (Fig. 4), including high-carbon casting ferroalloys (Fig. 7), which has allowed the illustration of the effect of the substrate chemical composition on the structure of coatings. In the range of temperatures applied in the case of conventional zinc plating, a more intensive influence of silicon on the coatings' structures was observed, to which testified the occurrence of the so-called Sandelin's effect (Fig. 5a). It was found that an increase of the zinc plating temperature (above 530 °C) eliminates the effect of silicon on coating's growth and allows obtaining a coating of a similar structure, independent of the chemical composition of the steel (Fig. 6). An influence of small additions of nickel to the galvanizing bath on a reduction of the Sandelin's effect is presented in the paper (Fig. 5b). Furthermore, a discussion is included on the zinc plating process development throughout the last decades and prospects for its further development are presented. The main focus is placed on coatings' anticorrosion properties improvement by showing the possibilities of producing coatings in zinc/aluminium baths of an eutectic composition, also by individual immersion (Fig. 8).

4

Cynkowanie zanurzeniowe wysokowęglowych stopów żelaza w kąpieli Zn5Al

Kania H., Podolski P., Liberski P.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

509-512

PL

Wyroby z żeliw w środowiskach agresywnych korozyjnie, wykazują niedostateczną odporność korozyjną. Skuteczną metodą zabezpieczania przed korozją powierzchni żeliw jest cynkowanie zanurzeniowe. Powłoki cynkowe w warunkach bardzo agresywnego środowiska morskiego często okazują się niewystarczająco skuteczne. Odporność korozyjna powłok cynkowych wzrasta w wyniku wprowadzenia aluminium do kąpieli cynkowej. Procesy metalizacji w kąpielach Zn-Al są stosowane w przemyśle do wytwarzania powłok na wyrobach stalowych wyłącznie metodą ciągłą. Alternatywną metodą zabezpieczania powierzchni odlewów przed korozją w atmosferze morskiej jest zatem metalizacja zanurzeniowa w kąpielach Zn-Al. W artykule przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem powłok cynkowo-aluminiowych na wybranych gatunkach żeliw. Określono kinetykę wzrostu powłok na żeliwie ciągliwym oraz żeliwie szarym w zależności od temperatury i czasu zanurzania. Ujawniono strukturę, skład fazowy oraz określono skład chemiczny poszczególnych składników strukturalnych powłok otrzymanych na tych materiałach. Stwierdzono, że otrzymane powłoki są ciągłe i równomierne a ich morfologia jest zbliżona do powłok otrzymanych na żelazie.

EN

Cast iron products show insufficient corrosion resistance in the aggressive media. An effective method of the corrosion protection of the cast iron surface is hot dip galvanizing process. Zinc coating often show insufficient corrosion resistance in the severe marine environments. The aluminium addition in the zinc bath causes an increase in corrosion resistance of the obtained coatings. Processes of hot dip metallization in the Zn-Al bath were used in the industry only for continuous method formed coatings on steel products. An alternative method of the corrosion protection of the casting surface in marine atmosphere is hot dip metallization in Zn-Al bath. Results of investigations on forming zinc-aluminium coatings on selected cast iron grades are presented in the article. Kinetics of coating growth on the ductility cast iron and grey cast iron was determined depending on temperature and dip time. The structure of coatings and phase composition was revealed and the chemical composition of particular structural components of coatings formed on the substrate the materials tested was determined. The coatings formed are continuous and uniform and their morphology are comparable with zinc-aluminium coatings formed on the pure iron.

5

Fizykochemiczne podstawy racjonalnego kształtowania zanurzeniowych powłok aluminiowych na żelazie

Liberski P.

Zeszyty Naukowe. Hutnictwo / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 64

7-124

PL

Na podstawie analizy literatury w pracy wykazano, że istnieją odstępstwa kinetyki wzrostu warstwy przejściowej powłoki aluminiowej od przebiegu parabolicznego. Oznacza to, że na proces dyfuzyjnego wzrostu faz międzymetalicznych powłoki aluminiowej ([eta] + [theta]) wywierają wpływ także inne procesy, zachodzące w kąpieli aluminiowej. Pozwoliło to sformułować tezę, że wzrost zanurzeniowej powłoki aluminiowej jest wynikiem zależności między procesami dyfuzyjnego wzrostu oraz rozpuszczania fazy [theta]-Al3Fe. Założono także, że poznanie zjawisk cząstkowych procesu wzrostu warstw umożliwi jego modelowanie matematyczne. Badania procesu rozpuszczania metalu stałego w ciekłej kąpieli metalicznej dowiodły, że na jego przebieg ma wpływ transport masy w fazie ciekłej. Odbywa się on na drodze dyfuzji żelaza w ciekłym aluminium, a także w wyniku konwekcji termicznej, mechanicznego mieszania lub ruchów wyrobu w kąpieli metalicznej. Im bardziej intensywny jest proces mieszania, tym rozpuszczanie przebiega szybciej. W pracy przeanalizowano trzy warianty procesu rozpuszczania się fazy [theta] w ciekłym aluminium: dyfuzyjne rozpuszczanie, dyfuzyjne rozpuszczanie z udziałem ruchów konwekcyjnych kąpieli oraz rozpuszczanie kinetyczne dla maksymalnej szybkości rozpuszczania. Na podstawie rozkładu stężeń żelaza (odniesionych do temperatury procesu metalizacji), w przeprowadzonych eksperymentach określono współczynniki dyfuzji w powstających fazach układu Fe-Al oraz w ciekłej kąpieli. Otrzymane w wyniku tych eksperymentów różne wartości współczynników dyfuzji wskazują na wpływ innych, poza dyfuzją, mechanizmów transportu masy, których istnienie eksperyment zakładał. Porównanie tych wartości daje podstawy do twierdzenia, że zjawiska intensyfikujące proces rozpuszczania mają istotny wpływ na wartość współczynników dyfuzji w fazach Fe-Al oraz w ciekłej kąpieli aluminiowej. Potwierdza to przyjętą tezę pracy. Określano także metodą wirującego dysku wartość stałej szybkości rozpuszczania, wówczas gdy szybkość rozpuszczania przestaje zależeć od szybkości wirowania. Stwierdzono w warunkach kinetycznych, że istnieje taka szybkość rozpuszczania, powyżej której szybkość narastania faz międzymetalicznych jest równa szybkości ich rozpuszczania. Zaproponowano model, który zakłada, że w wyniku reakcji na granicy żelazo - ciekłe aluminium powstają fazy międzymetaliczne z układu równowagi Al-Fe wzrastające w wyniku dyfuzji reakcyjnej i jednocześnie faza będąca w kontakcie z cieczą rozpuszcza się w kąpieli. Żelazo rozpuszczone w warstewce przypowierzchniowej osiąga stężenie nasycenia, charakterystyczne dla temperatury metalizacji, co stwarza warunki sprzyjające wtórnej krystalizacji rozpuszczonej fazy, która przebiega w uprzywilejowanych miejscach Na podstawie przeprowadzonych badań opracowano model matematyczny procesu. Uwzględniono w nim strumień wymiany masy będący ekwiwalentem ruchów konwekcyjnych kąpieli. Przeprowadzona symulacja wykazuje dużą zgodność z eksperymentem i pozwoliła określić, że wzrost wartości tego założonego strumienia ekwiwalentnego powoduje zmniejszenie grubości tworzących się faz, a także sprawia, że intensyfikuje się proces rozpuszczania. Wyniki badań pracy stanowią wkład w rozwój metalizacji zanurzeniowej. Przedstawiony w pracy mechanizm może opisywać także wzrost innych rodzajów powłok zanurzeniowych.

EN

Rational shaping of dip coatings should be based on the knowledge of layers' structure and the mechanisms of their growth. The analysis of aluminium dip coatings structure carried out in the paper allows us to affirm that the transitory layer of a coating consists of two intermetallic phases of the Al-Fe system, i.e. [theta]-Al3Fe and [eta]-Al5Fe2.Based on an analysis of the literature, it has been shown in the paper that there are departures of the kinetics of growth of an aluminium coating transitory layer from a parabolic course. It means that the process of diffusion growth of the intermetallic phases of an aluminium coating ([eta]+[theta]) is also influenced by other processes which take place in an aluminium bath. This allowed us to formulate a thesis that the growth of an aluminium dip coating is a result of the relation between the processes of diffusion growth and the [theta]-Al3Fe phase dissolution. It has also been assumed that getting acquainted with partial phenomena of the layers' growth process will enable one its mathematical modelling. Investigations of the process of solid metal dissolution in a liquid metallic bath have proved that its course is influenced by transport of the mass in a liquid phase. It takes place by means of iron diffusion in liquid aluminium and also, as a result of thermal convection, mechanical mixing or motion of a product in the metallic bath. The more intensive the mixing process, the faster the dissolution. In the paper, three variants of the process of [theta] phase dissolution in liquid aluminium have been analysed: diffusive dissolution, diffusive dissolution with the participation of the convection bath motion and kinetic dissolution for a maximum dissolution rate. On the bases of iron concentrations distribution (referred to the metallization process temperature), in the conducted experiments diffusion coefficients were determined in the phases being formed in the Fe-Al system as well as in a liquid bath. The different values of diffusion coefficients obtained as a result of those experiments indicate an influence of other than diffusion mass transport mechanisms, whose existence-was assumed in the experiment. A comparison of these values gives reasons for stating that the phenomena which intensify the dissolution have a significant influence on the value of diffusion coefficients in Fe-Al. phases and in a liquid aluminium bath, this confirms the thesis assumed in the paper. By means of a spinning disk, the value of the dissolution constant rate has been determined when the dissolution rate does not depend on the spinning rate any more. It was found under kinetic conditions that there exists such a dissolution rate, above which the rate of intermetallic phases growing equals the rate of their dissolution. A model has been proposed which assumes that on the boundary: iron/liquid aluminium, intermetallic phases are formed from the equilibrium system Al-Fe, which grow as a result of reaction diffusion and simultaneously, the phase being in contact with the liquid dissolves in the bath. The iron dissolved in the close-to-surface film reaches the concentration of saturation characteristic of the metallization temperature, which creates conditions conducive to secondary crystallization of the dissolved phase which runs in privileged places. A mathematical model of the process has been developed based on the conducted research. The model takes account of the mass exchange stream being an equivalent of the bath convection motion. The simulation carried out shows significant consistency with the experiment and it has allowed us to determine that an increase of the value of that assumed equivalent stream causes a decrease of the thickness of the phases being formed and makes the dissolution process intensify itself. The results of the research described in this paper are a contribution to the dipping metallization development. The mechanism presented here can also depict the growth of other types of dip coatings.

6

Cynkowanie wysokowęglowych stopów żelaza.

Liberski P., Gierek A., Kania H., Podolski P., Mendala J., Pucka A.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

430-433

PL

Wyroby z żeliw wykazują w środowiskach agresywnych niedostateczną odporność korozyjną. Skuteczną metodą zabezpieczania przed korozją powierzchni żeliw jest metalizacja zanurzeniowa. Proces cynkowania stopów żelaza z węglem w postaci grafitu jest trudny. W artykule przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem powłok cynkowych na wybranych gatunkach żeliw. Określono kinetykę wzrostu powłok na badanych materiałach w zależności od temperatury i czasu zanurzania. Przedstawiono strukturę powłok na tych materiałach. Otrzymane powłoki są ciągłe i równomierne a ich morfologia i grubość są porównywalne z powłokami cynkowymi otrzymanymi na stali.

EN

Cast iron products show insufficient corrosion resistance in the aggressive media. An effective method of corrosion protection of the cast iron surface is hot-dip metallization process. Galvanizing process of the iron alloys with carbon in the form of graphite is difficult. Results of investigations on forming zinc coatings on selected cast iron grades are presented in the article. Kinetics of coating growth on the materials tested was determined depending on the temperature and dip time. The coating structure on those materials is presented. The coatings formed are continuous and uniform and their morphology and thickness are comparable with galvanized coatings formed on steel.

7

Porównanie odporności korozyjnej powłok cynkowych otrzymanych różnymi metodami.

Podolski P., Liberski P.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

515-518

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności korozyjnej powłok cynkowych otrzymanych według technologii tradycyjnie stosowanych w przemyśle. Badaniom poddano próbki z powłokami otrzymanymi metodą zanurzeniową, natryskiwania cieplnego, nasycania w proszkach oraz metodą galwaniczną. Określono grubość otrzymanych powłok. Wykonano porównawczy test korozyjny w obojętnej mgle solnej (NSS 5% roztwór NaCl) w przyspieszonych badaniach laboratoryjnych. Ponadto określono parametry elektrochemiczne procesu korozji metodą potencjostatyczną w 5% roztworze wodnym NaCl.

EN

This paper presents results of investigation of the corrosion resistance of zinc coatings obtained by traditional technology used in industry. The zinc coatings obtained by hot-dip method, thermal spraying, pack cementation and electroplating were tested. The thickness of the coatings were specified. Comparison of corrosion resistance of selected coatings in neutral salt spray (NSS 5% solution NaCl) by laboratory investigations were made. The main electrochemical parameters of corrosion process by potentiostatic method in 5% NaCl water solution was specified.

8

Stan obecny i perspektywy technologii metalizacji zanurzeniowej.

Liberski P., Podolski P., Mendala J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

1998

|

R. 43, nr 11

642-648

PL

Przedstawiono przegląd metod wytwarzania powłok zanurzeniowych. Określono stosowane technologie wytwarzania wyrobów z powłokami zanurzeniowymi metodą indywidualnego zanurzenia i ciągłą, oraz wybrane problemy technologiczne wytwarzania powłok w stosowanych kąpielach metalowych. Przedstawiono kinetykę wzrostu, strukturę oraz wyniki badań korozyjnych powłok otrzymywanych w kąpielach stopowych w warunkach testu w obojętnej mgle solnej. Na podstawie przeprowadzonej analizy właściwości użytkowych tradycyjnych powłok zanurzeniowych wykazano potrzebę ich modyfikacji, głównie w aspekcie poprawy ich odporności korozyjnej. Przeprowadzone testy wskazują, że poprawę tych właściwości można uzyskać w efekcie zastosowania kąpieli stopowych na bazie cynku i aluminium. Określono kierunki rozwoju technologii metalizacji zanurzeniowej w odniesieniu do nowych kąpieli metalicznych oraz technologii wytwarzania powłok z ich zastosowaniem.

EN

The paper reviews methods of dip coatings preparation. Applied technologies for the manufacture of the products dip coated by the continuous or individual dipping methods and selected technological problems encountered during parts coatings in the metal baths, have been described. Kinetics of a coating growth, its structure, and results of corrosive tests with coatings obtained in alloy baths in the conditions of a test in a neutral salt mist, are presented. Analysis of applicational properties of traditional dip coatings showed the necessity of their modification in order to increase their resistance to corrosion. The tests carried out indicated that these properties could be improved using zinc and aluminium-based alloy baths. Development trends of the technologies for metal dip coating in reference to new metal baths and of technologies for coating manufacture and their application have been presented.