Karakteristika af flere forskellige varmgalvaniserings- og zinklegeringsbelægninger
Feb 21, 2024
Læg en besked
Dannelsesmekanisme af varmgalvaniseret belægning
Varmgalvanisering er en metallurgisk reaktionsproces. Fra et mikroskopisk synspunkt er varmgalvaniseringsprocessen to dynamiske balancer: varmebalance og zink-jern udvekslingsbalance. Når jern- og stålemnet nedsænkes i den smeltede zinkopløsning ved ca. 450 grader, absorberer emnet ved normal temperatur varmen fra zinkopløsningen, og når det når over 200 grader, bliver interaktionen mellem zink og jern tydeligt gradvist, og zink trænger ind i overfladen af jernemnet.
Når temperaturen af emnet gradvist nærmer sig temperaturen af zinkopløsningen, dannes legeringslag indeholdende forskellige zink-jern-forhold på overfladen af emnet, hvilket danner en lagdelt struktur af zinkbelægningen. Som tiden går, viser forskellige legeringslag i belægningen forskellige væksthastigheder. Fra et makrosynspunkt manifesteres ovenstående proces, da emnet er nedsænket i zinkvæsken, og zinkvæskeoverfladen koger. Når zink-jern-reaktionen gradvist afbalanceres, falder zinkvæskeoverfladen gradvist til ro. Emnet hæves fra zinkvæskeoverfladen, og når emnets temperatur gradvist falder til under 200 grader, stopper zink-jern-reaktionen, og der dannes en varmgalvaniseret belægning med en vis tykkelse.
Krav til varmgalvaniseret belægningstykkelse
De vigtigste faktorer, der påvirker tykkelsen af zinkbelægningen er: sammensætningen af basismetallet, stålets overfladeruhed, indholdet og fordelingen af de aktive elementer silicium og fosfor i stålet, stålets indre spænding, den geometriske størrelsen af emnet, og varmgalvaniseringsprocessen.
De nuværende internationale og kinesiske varmgalvaniseringsstandarder er opdelt i sektioner efter stålets tykkelse. Den gennemsnitlige tykkelse og lokale tykkelse af zinkbelægningen bør nå den tilsvarende tykkelse for at bestemme zinkbelægningens anti-korrosionsevne. For emner med forskellige ståltykkelser er den tid, der kræves for at opnå termisk ligevægt og zink-jernudvekslingsligevægt, forskellig, og tykkelsen af den dannede belægning er også forskellig. Den gennemsnitlige tykkelse af belægningen i standarden er baseret på den industrielle produktionserfaringsværdi af ovennævnte galvaniseringsmekanisme, og den lokale tykkelse er den empiriske værdi, der kræves for at tage hensyn til ujævnheden i tykkelsesfordelingen af zinkbelægningen og kravene til belægningens korrosionsbestandighed.
Derfor har ISO-standarden, den amerikanske ASTM-standard, den japanske JIS-standard og den kinesiske standard lidt forskellige krav til tykkelsen af zinkbelægningen, som er ens. Dernæst vil vi forklare flere forskellige varmgalvaniserings- og belægningsegenskaber.
1. Varmgalvaniseret stålplade(GI-plade)
På nuværende tidspunkt tilsættes 0,2 % Al-element til zinkvæsken, der bruges til fremstilling af GI-plader. Rollen med at tilføje AI er at forbedre fluiditeten af zinkopløsningen. Aluminium- og jernelementer reagerer fortrinsvis for at danne et faselag af jern-aluminiumlegering, som hæmmer reaktionen mellem zink og stålpladesubstratet og derved forbedrer belægningens vedhæftning. Samtidig tilsættes en lille mængde aluminium i zinkopløsningen til zinken Aluminiumoxidfilm dannes på overfladen af væsken, hvilket forhindrer oxidationsreaktionen af zink på overfladen af zinkvæsken og reducerer zinkforbruget. På overfladen af belægningen kan aluminium først reagere med ilt for at danne et lag af aluminiumoxid beskyttende film, som forhindrer oxidation af belægningsoverfladen og øger overfladens lysstyrke.
GI-plade er en typisk katodisk beskyttelsesmekanisme, der bruger offeranode (zink) til at beskytte stålsubstratet mod korrosion, og GI-plade er den mest almindelige og mest anvendte coatede stålplade i forskellige industrier såsom byggeri, husholdningsapparater, biler, transport , landbrug osv. Masser af applikationer.
Overfladen af GI-pladebelægningen er sammensat af platforme og ensartede gruber. Dannelsen af morfologien skyldes hovedsageligt flåvalsen med en vis ruhed efter galvanisering, således at overfladen af belægningen danner en overflade med en ruhed på omkring 1 μm. GI pladen er sammensat af det yderste rene zinklag, stålsubstratet og mellemlaget af et tyndt hæmmende lag, det vil sige faselaget af jern-aluminiumslegering FeAl3 eller Fe2Al5 fase. Jern-aluminium legeringsfasen forhindrer diffusion af jern til zinklaget og forhindrer belægningen i at dannes relativ. Den sprøde zink-jern legeringsfase sikrer vedhæftningen af belægningen.
Varmgalvaniseret stålplade
2. Varmgalvaniseret legeret belagt stålplade (GA-plade)
GA-pladen er en coatet stålplade, der er varmebehandlet ved 500-550 grad efter galvanisering for at tillade jern og zink i stålmatrixen at diffundere hinanden for at danne et zink-jernlegeringsfaselag. Jernindholdet på overfladen af belægningen er ca. 10% (massefraktion).
GA-pladen skal varmebehandles efter galvanisering for at få zink og jern til at sprede sig og derved danne en zink-jernlegeringsfase. For at reducere legeringstiden og reducere barriereeffekten af inhiberingslaget vil Al-indholdet i zinkopløsningen derfor være højere end i GI-pladezinkopløsningen. Den skal være lav, generelt omkring 0,13 %. Jernelementet i belægningen forbedrer belægningens samlede korrosionspotentiale og svejsbarhed, men dannelsen af zink-jernlegeringsfaselaget øger belægningens skørhed, og belægningen er tilbøjelig til at pulverisere eller afskalle under deformationsprocessen, hvilket påvirker støbeformens levetid.
Dannelsesprocessen af zink-jernlegeringsfaselaget øger overfladeruheden af belægningen, reducerer farven og gør overfladen af belægningen grå og mørk. Større ruhed øger belægningens belægningsevne. Samtidig har belægningsoverfladen med større hårdhed og overfladeruhed bedre slagfasthed mod sand og sten. Derfor har GA-plader bedre korrosionsbestandighed, svejseydelse, belægningsydeevne og slagfasthed i sandsten end GI-plader, men dens formbarhed er relativt dårlig, og den er ikke så lys som GI-plade.
GA-plader bruges som bilpaneler, hovedsageligt til japanske og koreanske biler. Produktionen af GA-plader har strenge krav til produktionsstyringen af zink-jernlegeringslaget, så kravene til proceskontrol er relativt høje, og den indenlandske produktion har været moden.
Overfladen af GA-pladebelægningen er sammensat af ru zink-jernlegeringsfase δ1p og en lille mængde ξ-fase. Det yderste lag er relativt løst søjleformet krystal δ1p og et tættere δ1k lag tæt på substratet. Der er ca. 1 μm tyk Г ved krydset mellem belægningen og underlaget. Lag.
3. Varmgalvaniseret stålplade (GL-plade)
Varmgalvaniserede belægninger omfatter generelt Galfan (GF) belægninger indeholdende 5% Al og Galvalume (GL belægninger) indeholdende 55% Al. På nuværende tidspunkt refererer varmdyppede aluminium-zinkbelægninger til kontinuerlige strimler generelt til 55,0% Al- og 43,4% Zn-belægninger. , 1,6% Si Galvalume stålplade er GL-plade.
På grund af det høje aluminiumindhold i GL-pladebelægningen har belægningen korrosionsbestandighed og højtemperaturoxidationsbestandighed af aluminium, og tilstedeværelsen af zink gør, at belægningen har katodisk beskyttelse. På nuværende tidspunkt bruges GL-plader generelt som farvebelagte plader i byggeri, biler, husholdningsapparater, landbrug og andre industrier. Samtidig bruges de direkte i lyddæmpere, udstødningsrør, køleskabsbagpaneler, elektroniske mikrobølgeovne, varmevekslere mv.
Diameteren af spangles på overfladen af GL-belægninger er generelt {{0}} mm. Da der er mange faktorer, der påvirker størrelsen af spangles, vil coating spangles også variere i et bredt område med indholdet af legeringselementer i zinkbadet eller afkølingshastigheden efter plettering. , Generelt er spanglestørrelsen også tilladt i et større område på 0.2-5,0 mm.
GL-belægningen er sammensat af to lag, det ydre lag er et aluminium-zink-legeringslag, som er sammensat af en dendritisk aluminium-rig fast opløsning og en zink-rig fase mellem dendritter. Det indre lag er et Al-Zn-Fe intermetallisk sammensat lag, som er placeret mellem Al-Zn legeringslaget og stålsubstratet. Det ligner GI-belægningsstrukturen. Det indre Al-Zn-Fe intermetalliske sammensatte lag af GL-belægningen forhindrer jernelementer i at trænge ind i Al-Zn-legeringen. lag, hvilket øger vedhæftningen af belægningen, mens tilsætningen af silicium begrænser væksten af det sprøde Al-Zn-Fe intermetalliske sammensatte lag.
4. Varmgalvaniseret aluminium-magnesium belagt stålplade (ZnAlMg-plade)
ZnAlMg-pladen stammer fra Japan. På grund af det maritime klima i ø-landet og mange tyfoner og jordskælv kræves høj styrke og høj korrosionsbestandighed af stål. Samtidig er Japans ressourcer knappe, og udbud og efterspørgsel af produktionsråvarer er stramt. Derfor blev ZnAlMg-pladen udviklet til at forbedre korrosionsbestandigheden og være effektiv. Brug ressourcer til at reducere omkostningerne og beskytte miljøet.
På grund af de forskellige komponenter af aluminium og magnesium i ZnAlMg plader udviklet af forskellige virksomheder, har der været mange ZnAlMg plader med forskellige sammensætningsforhold. For eksempel udviklede Nisshin Steel ZAM (Zn{{0}}%Al-3%Mg)-produkter, Nippon Steels SuperDyma-plade (Zn-11%Al-3%Mg ) produkter, Thyssens ZnMgEcoprotect (Zn-1%Al-1%Mg) produkter, VAI's Corrender (Zn-2%Al-2%Mg) produkter, ArcelorMittals Magnelis (Zn{ {8}}.7%Al-3.0%Mg) produkter osv.
ZAM-pladebelægningen er sammensat af det ydre lag og legeringslaget i forbindelsen mellem det ydre lag og substratet. Det ydre lag af belægningen er sammensat af en aluminiumrig fase og en Zn/Al/Zn2Mg ternær eutektisk fase. ZnAlMg-belægningens korrosionsbestandighed er væsentligt forbedret sammenlignet med GI-belægningens. For eksempel kan korrosionsbestandigheden af ZAM-pladebelægningen endda nå 16 gange korrosionsbestandigheden af GI-belægningen.
I ZnAlMg-belægningen er nøglerollen i at forbedre korrosionsbestandigheden, at Mg2Zn11 eller MgZn2 er fordelt i krystalgrænsen og dendritspalten, som har god kantkorrosionsbestandighed og god bearbejdelighed, og er velegnet til byggematerialer. På grund af den ydre overflades høje hårdhed kan den også modstå overfladeslid under formningsprocessen, hvilket er fordelagtigt at bruge som et miljøvenligt og ressourcebesparende belagt stålprodukt.