Rola zjawisk rozpuszczania w procesie cynkowania zanurzeniowego

• Autorzy: Liberski, P. , Tatarek, A. , Podolski, P. , Kania, H. , Mendala, J.

Warianty tytułu

EN

Role of dissolution phenomena in hot dip galvanizing process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozpuszczanie powierzchni stali podczas cynkowania zanurzeniowego jest procesem złożonym a najistotniejszą rolę odgrywają w nim procesy cząstkowe: transport masy na drodze dyfuzji, konwekcji naturalnej i wymuszonej oraz zachodząca reakcja na granicy ciało stałe - ciecz. W pracy przedstawiono wyniki badań zjawisk rozpuszczania stopów żelazo-krzem w kąpieli cynkowej uzyskane w skrajnych warunkach modelowych procesu cynkowania. Przeprowadzono analizę rozpuszczania dyfuzyjnego w warunkach zapewniających ograniczenie wpływu ruchów konwekcyjnych na przebieg tworzenia się powłoki. W zakresie Sandelina (0,03-0,09% wag. Si) charakter współczynnika dyfuzji żelaza w ciekłym cynku różni się zdecydowanie od przebiegów obserwowanych dla procesu rozpuszczania czystego żelaza oraz stopów żelaza z wyższą zawartością krzemu. Dla tych materiałów obserwowane jest znaczne przyspieszenie reakcji w wyniku zmniejszenia się stabilności strukturalnej fazy. W warunkach rozpuszczania dynamicznego cała warstwa przejściowa ulega rozpuszczeniu w kąpieli cynkowej. Dowiedziono, że istnieje maksymalna szybkość rozpuszczania a ubytek masy próbki jest równoważny zmianie stężenia żelaza w kąpieli. W tym przypadku proces rozpuszczania opisany jest prawem liniowym niezależnie od zawartości krzemu a stała szybkości rozpuszczania kinetycznego w zakresie Sandelina osiąga maksimum wynoszące 191,4ź10-5 gźm-2źs-1.

EN

Dissolution phenomena occurring in the formation of intermetallic phases during hot dip galvanizing of steel with different silicon content are of vital importance. The dissolution of solid metals in liquid metals is a complex mechanism where partial processes such as diffusional mass transport, natural convection, forced convection and reactions that occur on the solid-liquid interface play the most crucial role. All these phenomena occur simultaneously and their influence on the formation of a coating is difficult to explain. The results of investigations of dissolution processes of model iron - silicon alloys in pure liquid zinc obtained in extreme dissolution conditions have been presented. An analysis of diffusive dissolution in conditions ensuring that the influence of convection and mechanical mixing are kept to a minimum and an analysis of dynamic dissolution with a maximum convection influence on the course of the reaction on the solid - liquid interface (in Nernst's layer) have been carried out.

Słowa kluczowe

PL

cynkowanie zanurzeniowe; powłoka cynkowa; rozpuszczanie; dyfuzja; układ Fe-Zn-Si

EN

hot-dip galvanizing; zinc coatings; dissolution; diffusion; Fe-Zn-Si system

• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 10
• Strony: 412-417
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Liberski, P.

autor

Tatarek, A.

autor

Podolski, P.

autor

Kania, H.

autor

Mendala, J.

• Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, Politechnika Śląska, Katowice,

Bibliografia

• 1. Sandelin R.W.: Galvanizing characteristics of different types of steel, Wire and Wire Products 1940, 11, s. 655-676.
• 2. Sebisty J.J.: Diskussionsbeitrag zur 10. Int. Verzinkertagung, Stresa 1973.
• 3. Bablik H., Merz A.: Metallwissenschaft, 1941, vol. 20, s. 1097-1100.
• 4. Horstmann D.: Der Einfluss von Eisenbegleitern auf den Zinkangriff, Metallwissenschaft und Technik, 1956, nr15, s.701-708.
• 5. Katzung W., Rittig R.: Zum Einfl us von Si und P auf das Verzinkungsverhalten von Baustahlen. Matt.-wiss. u. Werkshofftech. 1997, 28, s. 575- 587
• 6. Foct J., Perrot P., Reumont G.: Interpretation of the role of silicon on the galvanizingreaction based on kinetics, morphology and thermody-namics. Scripta Metallurgica et Materialia, 1993, 28, s. 1195-1200.
• 7. Thiele M., Schulz W.-D.: Coating formation during hot dip galvanizing between 435ºC and 620ºC in conventional zinc melts – a general description. Proceedings Intergalva, 2006.
• 8. Avettand-Fènoël M.-N., Reumont G., Perrot P.: The effect of tin on the reactivity of silicon-containing steels. Proceedings Intergalva, 2006.
• 9. Foct J., Perrot P., Reumont G.: Interpretation of the role of silicon on the galvanizingreaction based on kinetics, morphology and thermodynamics. Scripta Metallurgica et Materialia, 1993, 28, s. 1195-1200.
• 10. Su X., Yin F., Li Z., Tang N.-Y., Zhao M.: Thermodynamic calculation of the Fe-Zn-Si system. Journal of Alloys and Compounds 2005, 396, s. 156-163.
• 11. Kosaka M., Minowa S.: Effect of Stirring on the Rates of Dissolution of Steel on Liquid Al or Zn. Iron and Steel Inst. Japan 51 (1965), s. 82-89.
• 12. Gierek A., Tatarek A., Liberski P., Podolski P., Kania H.: Badania zjawisk rozpuszczania
• 13. Dybkom V.I.: Reaction Diffusion and Solid State Chemical Kinteics. The IPMS Publications, Kyiv 2002
• 14. Giorgi M.-L., Durighello P., Nicolle R., Guillot J.-B.: Dissolution kinetics of iron in liquid zinc. Journal of Materials Science 39, 2004, s. 5803-5808
• 15. Tatarek A., Liberski P., Kania H., Podolski P., Pucka A.: Badania kinetyki rozpuszczania Żelaza Armco w ciekłym cynku metodą wirującego dysku. Nowe technologie i materiały w metalurgii i inżynierii materiałowej. XIV Seminarium Naukowe, Katowice, 2006, s. 111-115
• 16. Marder A.R.: The metallurgy of zinc-coated steel. Progress in Materials Science, 2000, vol. 45, s. 191-271