Jakościowa ocena powłoki cynkowej ukształtowanej na powierzchni: odlewów z wysokojakościowego żeliwa szarego oraz innych wyrobów metalowych
Ochrona przed Korozj., vol. 54, nr 6 279
tego rodzaju .eliwa oraz produkcji nowych
jego gatunkow. W efekcie rozszerza to obszar
zastosowania .eliwa sferoidalnego (kosztem
.eliwa ci.gliwego), co rownie. determinuje
rozwoj technologii pokrywania powierzchni
odlewow pow.okami ochronnymi wytwarzanymi
metodami cieplno-chemicznymi.
2. Metodyka bada.
Pow.oki cynkowe wytwarzano w specjalnie
do tego celu skonstruowanym stanowisku
badawczym w k.pieli ciek.ego cynku o temperaturze
450oC i 580oC. Proces chemicznego
przygotowania (z wykorzystaniem preparatow
stosowanych w przemy.le) powierzchni
probek przed cynkowaniem zanurzeniowym
obejmowa. ogolnie znane zabiegi stosowane
w zak.adach cynkowniczych. St..enie krzemu
i fosforu oraz warto.. ekwiwalentu krzemu
i fosforu E badanych probek zestawiono w tablicy
1. W badaniach rownie. poddano analizie
ro.ne gatunki stali konstrukcyjnych, ktore
s. uj.te w Polskich Normach. Zatem z uwagi
na warto.ci wska.nika E, do szczego.owych
bada. wytypowano:
. .elazo armco oraz stale o niskim wska.niku
E o warto.ci do 0,15%,
. cztery reprezentatywne gatunki stali o wysokiej
zawarto.ci krzemu cz.sto poddawane
procesowi cynkowania w Polsce, ktorych
sk.ad chemiczny zestawiono w tabl. 1 wraz
z rzeczywist. warto.ci. parametru E ,
. cztery gatunki .eliwa szarego, ktore uj.to
w tabl. 1.
Analiz. metalografi czn. przeprowadzono
przy wykorzystaniu mikroskopu optycznego
MEF-4M fi rmy Leica oraz mikroskopu
Tablica 1. Rodzaj badanych stopow Fe-C wraz z oznaczon. zawarto.ci. Si i P oraz parametru E
Table 1. Grades of Fe-C alloys with Si and P content as well as E values
Tworzywo Si
[% mas.]
P
[% mas.]
E = Si+2,5P
[% mas.]
Fe armco 0,010 0,010 0,035
Stal konstrukcyjna 1 0,200 0,009 0,222
Stal konstrukcyjna 2 0,265 0,012 0,295
Stal konstrukcyjna 3 0,334 0,020 0,384
Stal konstrukcyjna 4 0,447 0,015 0,484
EN-GJL-100 1,930 0,150 2,305
EN-GJS-500-7 2,370 0,027 2,437
EN-GJL-300 2,210 0,110 2,485
EN-GJS-400[...]
Wpływ struktury żeliwa sferoidalnego na powłokę cynkową podczas metalizacji zanurzeniowej odlewów
Przeprowadzono badania kinetyki wzrostu powłoki cynkowej ukształtowanej na powierzchni odlewu z żeliwa sferoidalnego
gatunku EN-GJS-500-7. W celu ujednorodnienia osnowy metalowej próbek badawczych przeprowadzono
zabieg wyżarzania normalizującego oraz ferrytyzującego. W badaniach wykazano zróżnicowaną strukturę żeliwa
o różnym udziale powstałych faz. Następnie przeprowadzono zabieg cynkowania zanurzeniowego w temperaturze
450oC w taki sposób aby uchwycić kinetykę wzrostu powłoki cynkowej (czas zabiegu t wynosił od 60 do 600 sekund).
Wykonano estymację nieliniową wyznaczonej kinetyki wzrostu warstwy stopowej powłoki cynkowej i otrzymano równania
wzrostu powłoki cynkowej. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że grubość powłoki cynkowej
ukształtowanej na powierzchni odlewu o osnowie w 100% perlitycznej stanowi 50% grubości powłoki ukształtowanej
na powierzchni w 100% ferrytycznej.
Słowa kluczowe: cynkowanie zanurzeniowe, żeliwo sferoidalne, powłoka cynkowa
The infl uence of ductile cast iron structure on zinc coating during galvanizing of castings
The growth kinetics of the zinc coating formed on the surface of casting made from ductile iron grade EN-GJS-500-7 was investigated.
To produce homogenous metal matrix in test samples, the normalising and ferritising annealing was carried out. Studies
showed a heterogeneous structure of cast iron with varying content of the phases formed. This was followed by hot dip galvanising
treatment at 450°C to capture the growth kinetics of [...]
Wpływ mikrostruktury żeliwa sferoidalnego na powłokę ochronną podczas cynkowania zanurzeniowego
Cynkowanie zanurzeniowe jest jedną z najczęściej stosowanych metod ochrony przed korozją stopów żelaza z węglem zarówno pod względem skuteczności, jak i czasu ochrony, nawet przez okres kilkudziesięciu lat. Obecnie w produkcji armatury przemysłowej żeliwo znajduje coraz większe zastosowanie i coraz istotniejsze staje się jego właściwe zabezpieczenie przed korozją, jak i czas eksploatacji [1÷9]. Często występująca opinia, że jedynie żeliwo powierzchniowo odwęglone nadaje się do cynkowania zanurzeniowego przestaje mieć uzasadnienie, ponieważ w zakładach zajmujących się metalizowaniem odlewów to właśnie odlewy z żeliwa sferoidalnego stanowią większość ich produkcji. Jednocześnie brak jest w literaturze szerokich i kompleksowych badań dotyczących reakcji zachodzących podczas cynkowania zanurzeniowego odlewów z żeliwa sferoidalnego, w aspekcie oddziaływania wydzieleń grafitu kulkowego na powłokę ochronną zarówno w przypadku wad powierzchniowych, jak i jakości powłoki cynkowej. Należy pamiętać, że wielkość i liczba wydzieleń grafitu kulkowego będzie się zmieniała w zależności od odległości od powierzchni zewnętrznej odlewu, co prowadzi do zwiększonej średnicy kulek grafitu wewnątrz odlewu, który to obszar może zostać odsłonięty w wyniku obróbki mechanicznej (odcinanie nadlewów) i reagować z ciekłym cynkiem podczas procesu metalizacji zanurzeniowej. Również interesujące jest zagadnienie oddziaływania osnowy metalowej żeliwa na kinetykę wzrostu powłoki podczas metalizacji zanurzeniowej odlewu. Metodyka badań Przeprowadzone badania miały głównie na celu sprawdzenie, jaki wpływ mają wydzielenia grafitu kulkowego jako składnika struktury żeliwa sferoidalnego na kinetykę wzrostu powłoki cynkowej podczas metalizacji zanurzeniowej. W tym celu zostały wykonane odlewy o wymiarach: 5×100×100 mm, 10×100×100 mm, 20×100×100 mm oraz 30×100×100 mm z żeliwa gatunku EN- -GJS-500-7 podczas zalewania ciekłym metalem form z masy klasycznej bentonitow[...]
Metalizacja zanurzeniowa wyrobów ze stopów Fe-C charakteryzujących się dużą zawartością krzemu
Przedmiotem badań była analiza wpływu zawartości Si w wybranym gatunku stali oraz żeliwa sferoidalnego na kinetykę wzrostu powłoki
cynkowej podczas cynkowania zanurzeniowego. Badaniu zostało poddane żeliwo gatunku EN-GJS-500-7 o zróżnicowanej osnowie meta-
lowej oraz stal typu S235JR, natomiast zabieg cynkowania został wykonany w temperaturze 450°C. Przeprowadzono analizę oraz pomiary
grubości powłoki ochronnej ukształtowanej na powierzchni wyrobów z tych dwóch rodzajów stopów Fe-C oraz dodatkowo wyznaczono
zależność wzrostu warstwy ochronnej od czasu i od rodzaju metalizowanego stopu.
The object of the study was to analyze the influence of the Si content in the selected grade of steel and ductile cast iron on the growth kinetics
of the zinc coating during hot-dip galvanizing. The study was conducted on cast iron EN-GJS-500-7 Grade of various metal matrix and
steel S235JR. Galvanizing treatment was carried out at a temperature of 450°C. The analysis and measurement of thickness of the formed
protective coating were performed. Furthermore determined the relationship between growth protective layer and time, according to the type
of metallized alloy.
Słowa kluczowe: cynkowanie zanurzeniowe, żeliwo sferoidalne, stal, osnowa metalowa.
Key words: hot-dip galvanizing, ductile cast iron, steel, metal matrix.1. Wprowadzenie. Cynkowanie zanurzeniowe jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych, skutecznych
i efektywnych ekonomicznie sposobów ochrony przed korozją wyrobów ze stopów żelaza z węglem [1÷3]. O skali stosowania tej metody może świadczyć fakt, że około 50% z 12,9 mln ton światowego zużycia
cynku [4, 5] jest przeznaczona na wytworzenie antykorozyjnych powłok ochronnych. Proces cynkowania
zanurzeniowego wyrobów ze stopów Fe-C składa
się z chemicznego przygotowaniu ich powierzchni (oczyszczanie mechaniczne, trawienie, topnikowanie), a następnie z właściwego zabiegu cynkowania, który polega na zanurzeniu danego elementu konstrukcyjnego
w ciekł[...]
Oddziaływanie warstwy wierzchniej odlewu z żeliwa sferoidalnego na wzrost powłoki cynkowej podczas metalizacji zanurzeniowej DOI:10.15199/28.2015.2.3
W pracy zawarto wyniki badań powłoki ochronnej ukształtowanej podczas zabiegu cynkowania zanurzeniowego na powierzchni wyrobu z żeliwa sferoidalnego.
Wytop żeliwa sferoidalnego gatunku EN-GJS-600-3 został przeprowadzony w warunkach przemysłowych, natomiast formy odlewnicze wykonano
w warunkach przemysłowych i laboratoryjnych w celu uzyskania zróżnicowanego parametru chropowatości powierzchni analizowanych odlewów, który
został określony za pomocą profilometru. Zabieg cynkowania zanurzeniowego przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym w Pracowni Inżynierii
Powierzchni Odlewów w Katedrze Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych na Wydziale Odlewnictwa AGH w Krakowie. Na podstawie przeprowadzonych
badań dokonano oceny wpływu chropowatości powierzchni odlewu na kinetykę wzrostu powłoki cynkowej. Stwierdzono, że chropowatość
powierzchni ma istotny wpływ na grubość powstającej powłoki cynkowej.
Słowa kluczowe: cynkowanie zanurzeniowe, żeliwo sferoidalne, chropowatość powierzchni, powłoka cynkowa.1. WPROWADZENIE
Powłoki cynkowe są jedną z najpowszechniejszych, a zarazem najskuteczniejszych
metod długotrwałego zabezpieczenia przed korozją
atmosferyczną elementów konstrukcji wykonanych ze stopów
żelaza. Jedną z najbardziej rozpowszechnionych i najczęściej stosowanych
w praktyce metod ochrony antykorozyjnej jest cynkowanie
zanurzeniowe [1÷5]. Wytworzenie powłoki ochronnej metodą
cynkowania zanurzeniowego w porównaniu z innymi metodami jej
wytwarzania ma tą zaletę, że cykl produkcyjny nie zajmuje dużo
czasu, powłoka ma warstwę stopową zwiększającą jej przyczepność
do podłoża, jest możliwe uzyskanie powłoki o zwiększonej
grubości (co znacznie wydłuża okres aktywnej ochrony) oraz ma
ona estetyczny wygląd [6÷8]. Analiza literatury [9÷13] pozwala
stwierdzić, że w powłokach zanurzeniowych można wyróżnić dwie
warstwy:
-- warstwę stopową,[...]