Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2010, 58(4), 49-56 | DOI: 10.11118/actaun201058040049
TEPELNÁ A MECHANICKÁ ODOLNOST ZINKOVÉHO POVLAKU
- Ústav techniky a automobilové dopravy, Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika
Zvláštní pozornost byla v článku věnována mikrostruktuře zinkového povlaku vytvořeného metodou žárového zinkování. Připravená sada vzorků byla žíhána v popouštěcí peci při teplotách 250 °C a 300 °C po dobu 1, 3 a 5 hodin. Dále byly vzorky vystaveny působení korozního prostředí v solné komoře (atmosféra chloridu NaCl) s odběry po 3, 7 a 14 dnech. Praskání a lámání zinkové vrstvy bylo potvrzeno za využití optické mikroskopie. Na metalografických snímcích při 200násobném zvětšení bylo možné pozorovat nárůst fází ζ a δ (out-burst efekt), které prorůstají se zvyšující se teplotou směrem k povrchu vzorku, čímž usnadňují pronikání koroze do nitra povlaku.
Již dříve bylo popisováno odlupování zinkového povlaku, ke kterému docházelo u tepelně neovlivněných vzorků na rozhraní intermetalických fází δ a Γ. Přesné rozložení intermetalických fází je zachyceno na Obr. 11. Práce dokazuje existenci fáze Γ1 v průměrné tloušťce (0,4 ± 0,1) μm s velkou proměnlivostí této tloušťky. Připočteme-li její členitost, tvrdost a z oblasti fáze δ pronikající četné trhliny (vrubový efekt), její lomové chování jí předurčuje pro fragmentaci a následné odloupnutí od vrstvy δ. Dále bylo pozorováno množství dutin objevujících se na rozhraní fází η-ζ a ζ-δ. Jejich vznik mohou zapříčiňovat zakonzervovaná napětí v ochranné vrstvě, která vznikají již při ochlazení vzorků do vody bezprostředně po procesu žárového zinkování. V kombinaci s vertikálními prasklinami zinkové vrstvy je právě i toto důvod k snadnému odlupování a puchýřkování zinkového povlaku.
Detailní studium via REM (Obr. 10) potvrdilo existenci rozhraní v oblasti ζ, jehož podstata je objasněna v literatuře (Marder, 2000). Toto rozhraní je pravděpodobně velmi důležité z hlediska delaminace fází η-ζ1 a ζ2-δ a hraje patrně zásadní roli v utváření napěťového a difúzního koncentračního spádu.
Tato zjištění vedou k závěru, že použití žárového zinkování je u napěťově zatížených součástí, ale i součástí vystavených teplotám převyšujícím 250 °C při délce ohřevu vyšší než jednu hodinu naprosto nevhodné. Korozní ochranu žárovým zinkováním nelze tedy v těchto případech doporučit a je nutné při korozní exploataci součásti volit její kombinaci v rámci duplexní ochrany.
koroze, zinkování, intermetalické fáze, teplota, odtrhová zkouška, zkouška solnou mlhou, REM, EDS
Heat and mechanical resistance of zinc coating
The article is aimed at studying the effect of temperature on structure of intermetallic phases of the protective zinc layer. The main objective of the article is a description of the structure and the changes that can occur during the heating process. The first part of the article deals with the description of the structure and mechanical properties of the interfacial phases and their arrangement. The main part of the article is aimed at study of brittle intermetallic phases, which arise due to increased temperature. For this reason, a set of samples of steel CSN 11 321 (DC01) was prepared. These samples were subjected to thermal heating in the tempering furnace. Subsequently metallographic cross sections were prepared, observed and assessed using SEM microscopy and EDS analysis. Also accelerated corrosion tests and pull off bend tests were performed. Conclusion of the article is trying to explain the influence of intermetallic phases on degradation of the protective layer.
Keywords: corrosion, zinc coating, intermetallic phases, temperature, pull off test, salt spray test, SEM, EDS
Grants and funding:
Příspěvek byl zpracován s podporou Výzkumného záměru č. MSM 6215648905, uděleného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky.
Received: January 6, 2010; Published: September 15, 2014 Show citation
References
- MARDER, A. R., 2000: The metallurgy of zinc-coated steel. Progress in Materials Science. Vol. 45, is. 3, s. 191-271. DOI: 10.1016/S0079-6425(98)00006-1
Go to original source... - BARTONÍČEK, R. a kol., 1966: Koroze a protikorozní ochrana kovů. 1. vyd. Praha: Academia, 720 s.
- ČERNÝ, M. a kol., 1984: Korozní vlastnosti kovových konstrukčních materiálů. Praha: SNTL, 264 s.
- TRČKA, J., 2003: Vliv vnějších podmínek na stabilitu a vlastnosti antikorozních kovových povlaků na oceli. Brno: VUT, Disertační práce.
- VLAŠIC, F., 2007: Provozní a korozní degradace ocelových lan. Brno: VUT-FSI, 80 s.
- ZMRZLÝ, M., 2004: Vlastnosti modifikovaných povrchů kovových materiálů. Brno: VUT, Disertační práce.
- IAEI News [online]. [Cit. 2009-12-15]..
- Katedra mater. a strojír. metalurg. při ZČU v Plzni [online]. [Cit. 2008-03-04]. Dostupné z:
- MM Průmyslové spektrum [online]. [Cit. 2008-02-27]. Dostupné z:
- KRAUS, V.: Povrchy a jejich úpravy. [online]. [Cit. 2008-03-12] . Dostupné z:
- SurTec ČR s.r.o [online]. [Cit. 2008-03-27]. Dostupné z:
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.