Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of Parameters of Electrodeposition Zn – Ni Coatings on thier Structure and Composition

Nawrat G., Piotrowski J., Maciej A., Simka W., Nieużyła Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 1

255-262

EN

Coatings which are anodic covers have had great significance in anticorrosion protection of steel and they are commonly used for a long time. Because of relatively Iow price of zinc, it's the most widespread metal protecting steel elements from corrosion. However, in some cases, for the sake of rugged conditions of exploitation, application of zinc coatings is limited, e.g. in automotive and aircraft industry. So far in that instances, they are substituted with success by the cadmium layers, which are characterized by good anticorrosive properties. But due to their toxic peculiarities there exists the tendency to replace them by alloy coatings, e.g. Ni - Zn [1]. Electrodepositing of zinc- nickel alloy coatings can be realized both by using alkaline or acid baths. As soon the largest significance found slightly acid chloride baths and minor sulfuric baths. The coatings deposited from acid baths exhibit the greatest anticorrosion resistance in the rangę of 10 - 15% of nickel in the alloy. Application of alkaline baths permit to receive layer with similar corrosion resistance, but with lower content of Ni (6 - 10%) [2, 3]. It was also found that the coatings exhibit several times better anticorrosive properties than pure zinc layers. [4]. However, during corrosion process zinc undergo preferential digestion, what causing enrichment the layer with nickel, what in conseąuence lead to increasing corrosion potential in the direction morę positive values [2]. In this paper the investigations of electrodeposition of Zn - Ni alloy layers from chloride baths on common steel St3S substrate were presented. The influence of bath composition and cathodic current density on the chemical composition and structure obtained coatings was determinated. The Zn - Ni layers were put to the microhardness tests and corrosion resistance examinations in 5% NaCl solution. There was found that content of alloy-creating metal ions in bath and their mutual molar ratio considerably influence on surface morphology of obtained coatings, effect of used current density is smaller. The content of Ni in layer increases with decreasing of [Zn2+]/[Ni2+] ratio in the bath. The hardness of obtained alloy layers is considerably higher that hardness of the substrate (St3S steel) and distinctly depends on amount of nickel in the layer. It was also found that in the rangę of 13 - 16% at. of nickel content in alloy the best corrosion resistance of layer was obtained.

PL

W ochronie antykorozyjnej stali od dawna bardzo duże znaczenie mają powłoki stanowiące zabezpieczenie o charakterze anodowym. Ze względu na relatywnie niską cenę cynku, jest on najbardziej rozpowszechnionym metalem zabezpieczającym elementy stalowe przed korozją. Jednak w niektórych przypadkach, ze względu na trudne warunki pracy, stosowanie powłok cynkowych jest ograniczone, np. w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. Dotychczas w takich przypadkach z sukcesem zastępowały je powłoki kadmowe, które charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami antykorozyjnymi. Jednak ze względu na ich toksyczne właściwości istnieje tendencja do zastępowania ich powłokami stopowymi, np. Zn - Ni [1]. Elektrolityczne osadzanie powłok stopowych cynk - nikiel można realizować zarówno przy użyciu kąpieli alkalicznych, jak i kwaśnych. Jak dotąd największe znaczenie znajdują słabokwaśne kąpiele chlorkowe oraz w mniejszym stopniu siarczanowe. Powłoki osadzane z kąpieli kwaśnych wykazują największą odporność na korozję przy zawartości niklu od 10 do 15 %. Zastosowanie kąpieli alkalicznych pozwala na otrzymanie powłok o podobnej odporności korozyjnej, jednak o mniejszej zawartości Ni (6 - 10 %) [2, 3]. Stwierdzono również, że powłoki tego typu wykazują kilkukrotnie lepsze właściwości antykorozyjne w stosunku do powłok cynkowych [4]. Podczas przebiegu procesu korozji powłoki cynk ulega jednak preferencyjnemu roztwarzaniu, powodując wzbogacanie powłoki w nikiel, co w konsekwencji prowadzi do wzrostu potencjału korozyjnego w kierunku wartości dodatnich [2]. W pracy przedstawiono badania procesu elektroosadzania powłok stopowych cynk - nikiel z kąpieli chlorkowych na stali niestopowej St3S. Określono wpływ składu kąpieli oraz katodowej gęstości prądu na skład chemiczny i strukturę otrzymanych powłok. Powłoki Zn - Ni poddano badaniom mikrotwardości oraz odporności korozyjnej w 5% roztworze NaCl. Stwierdzono, że zawartość jonów metali powłokotwórczych w kąpieli oraz ich wzajemny stosunek molowy istotnie wpływa na morfologię powierzchni powstałej powłoki, mniejszą rolę odgrywa zaś zastosowana gęstość prądu. Zawartość Ni w powłoce wzrasta wraz ze zmniejszeniem stosunku [Zn2+]/[Ni2+] w kąpieli. Twardość powstałych powłok stopowych jest zdecydowanie większa od twardości podłoża (stali St3S) i wyraźnie zależy od zawartości niklu w powłoce. Stwierdzono, że przy zawartości 13 - 16% at. niklu w stopie uzyskuje się najlepszą odporność powłok na korozję.

2

Otrzymywanie i właściwości elektrolitycznych warstw stopowych Zn-Ni osadzanych pulsowo

Wykpis K., Budniok A., Łągiewka E.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

nr 9

369-363

PL

Warstwy stopowe Zn-Ni otrzymywano metodą elektrolitycznego osadzania z zastosowaniem impulsowego źródła prądu. Jako podłoże zastosowano stal austenityczną (OH18N9). Określono skład fazowy oraz powierzchniowy skład chemiczny warstw stopowych Zn-Ni, osadzonych przy katodowej gęstości prądu jk = 5-25 mA/cm2. Badania strukturalne warstw Zn-Ni wykonano metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich, stosując dyfraktometr firmy Philips oraz promieniowanie lampy CuK . Obrazy powierzchni warstw oraz rozkład powierzchniowy pierwiastków otrzymano za pomocą mikroskopu skaningowego JOEL JSH-6480. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano możliwość otrzymywania warstw stopowych Zn-Ni zawierających około 8-9% at. Ni. Zaproponowano optymalne warunki pulsowego osadzania warstw Zn-Ni tj. jk = 20 mA/cm2, tk = tsp = 2 ms. Stwierdzono, że powierzchniowy skład chemiczny otrzymanych warstw stopowych nie zależy od katodowej gęstości prądu jk. Ze wzrostem gęstości prądowej jk wzrasta natomiast rozwinięcie powierzchni osadzanych warstw Zn-Ni. Badania odporności korozyjnej wykazały, że pasywacja i obróbka cieplna poprawiają odporność warstwy stopowej Zn-Ni na korozję w 5% wodnym roztworze NaCl. Przyczyną lepszej odporności jest utworzenie fazy międzymetalicznej niklu z cynkiem - Ni5Zn21. Stwierdzono, że warstwy stopowe Zn-Ni poddane obróbce cieplnej charakteryzują się nieco lepszą odpornością korozyjną w porównaniu do metalicznego kadmu.

EN

The Zn-Ni layers were obtained by pulse current electrodeposition. The austenitic steel (OH18N9) was used as the cathode. The phase and surface chemical composition of the layers deposited at cathode current densities jk = 5-25 mA/cm2, were defined. Structural investigations were performed by the X-ray diffraction (XRD) method using a Philips diffractometer and the CuK radiation. The micrographs of surface of deposited layers and surface chemical elements distribution were studied using a scanning electron microscope (JEOL JSM-6480). On the basis on this research, the possibility of deposition of Zn-Ni layers contained 8-9% at. Ni was exhibited. Theoptimal pulse current condition of Zn-Ni layers deposition were proposed namely jk = 20 mA/cm2, tk = tsp = 2 ms. It was stated, that surface chemical composition of Zn-Ni layers is independent on pulse current densities of deposition, whereas development of Zn-Ni surface increases with the increase in the pulse current density of deposition. The corrosion resistance investigations showed that passivation and heat treatment improved the corrosion resistance of Zn-Ni layers in 5% NaCl solution. Higher corrosion resistance of heated Zn-Ni layers is caused by the creation of Ni5Zn21 intermetallic phase. Moreover the heated Zn-Ni layers are characterized by slightly higher corrosion resistance compared with metallic Cd.

3

Classic and local corrosion resistance of electrolytic Zn-Ni layers

Wykpis K., Budniok A., Kubisztal J., Łągiewka E.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2009

|

Vol. 33, nr 3

41-51

EN

The Zn-Ni layers were obtained by electrolytic method in the conditions of pulse current. The austenitic steel (X5CrNi18-10) was used as the cathode. Surface morphology, phase and surface chemical composition, were defined. Structural investigations were conducted by X-ray diffraction method using Philips diffractometer and CuK alpha radiation. Surface morphology of the obtained layers was determined by scanning electron microscope (JEOL JSM-6480). Classic corrosion resistance investigations were conducted using potentiodynamic and electrochemical impedance spectrosopy methods. Localized corrosion resistance investigations were conducted using scanning vibrating electrode technique (SVET). Classic corrosion resistance investigations showed that passivation and heat treatment improved the corrosion resistance of Zn-Ni layers in 5% NaCl solution. Higher corrosion resistance of heated Zn-Ni layers is caused by the creation of Ni5Zn21 intermetallic phase. Moreover the heated Zn-Ni layers are characterized by slightly higher corrosion resistance compared with metallic Cd. The SVET analysis indicated that the passivation and heat treatment of Zn-Ni layers cause a decrease in number of corrosion centers on their surface area.

PL

Elektrolityczne warstwy stopowe Zn-Ni wytwarzano metodą osadzania pulsowego na podłożu stali austenitycznej (X5CrNi18-10). Określono skład fazowy oraz powierzchniowy skład chemiczny. Badania strukturalne wykonano metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich, stosując dyfraktometr firmy Philips oraz promieniowanie lampy CuK alfa. Obrazy powierzchni warstw uzyskano za pomocą mikroskopu skaningowego JOEL JSH-6480. Badania ogólnej odporności korozyjnej prowadzono klasyczną metodą Sterna oraz metodą spektroskopii impedancyjnej. Odporność korozyjną zlokalizowaną określono za pomocą techniki skaningowej elektrody wibrującej (SVET). Badania odporności korozyjnej wykazały, że pasywacja i obróbka cieplna poprawiają odporność na korozję warstwy stopowej Zn-Ni w 5% wodnym roztworze NaCl. Przyczyną lepszej odporności jest utworzenie fazy międzymetalicznej niklu z cynkiem - Ni5Zn21. Stwierdzono, że warstwy stopowe Zn-Ni poddane obróbce cieplnej charakteryzują się lepszą odpornością korozyjną w porównaniu z metalicznym kadmem. Analiza SVET wykazała, że pasywacja i obróbka cieplna elektrolitycznych warstw Zn-Ni zmniejszają gęstość lokalnych ognisk korozyjnych na ich powierzchni.