تأثیر گرمایش طولانی بر رفتار مکانیکی و تریبولوژی پوشش‎های غوطه‎وری بر پایه روی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این پژوهش خواص مکانیکی و رفتار تریبولوژیکی پوشش‎های گالوانیزه و گالوالوم تولید شده به روش غوطه‎وری مورد ارزیابی قرار گرفته و با توجه به کاربرد ورق‎های پوشش‌دار در شرایط بالاتر از دمای اتاق، اثر حرارت‎دهی طولانی مدت بر خواص این ورق‎ها مطالعه شده است. بدین منظور نمونه‎هایی از ورق فولاد کربنی با پوشش گالوانیزه و گالوالوم با ضخامت‎های یکسان آماده سازی شد و ریزساختار و مورفولوژی نمونه‌ها و ترکیب شیمیایی نواحی مختلف توسط SEM مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب فازی و بافت کریستالی پوشش‌ها نیز به روَش XRD تعیین شد. جهت بررسی خواص مکانیکی ورق‌های پوشش‎دار از سختی‌سنج ویکرز و آزمون کشش استفاده شد؛ خواص تریبولوژیکی پوشش‎ها توسط آزمون پین روی دیسک مورد ارزیابی قرارگرفت. مقایسه نتایج مشخص نمود که به‎طورکلی استحکام ورق گالوانیزه از گالوالوم بیشتر است؛ پوشش گالوالوم ازدیاد طول نسبی بالاتر و رفتار سایشی ضعیف‎تری نسبت به گالوانیزه نشان داد. در ورق گالوانیزه حرارت‎دیده در دماهای بیشتر از 300، از یک طرف نفوذ آهن از زیرلایه به‌سمت سطح پوشش سبب تشکیل فازهای ترد بین‎فلزی می‎شود که تأثیر منفی بر رفتار سایشی ورق گالوانیزه دارد، از طرف دیگر با تشکیل لایه اکسیدی مقاوم بر سطح پوشش رفتار اصطکاکی بهتر می‎شود. با حرارت‎دهی ورق گالوالوم در دماهای بالاتر از 400 سطح پوشش تیره و برآمدگی‎هایی ناشی از تشکیل فازهای بین‎فلزی و لایه اکسید برسطح پوشش نمایان گشت. با توجه به نتایج این تحقیق در کاربردهایی که ضریب اصطکاک اهمیت دارد، گرمایش ورق گالوانیزه در دماهای بالاتر از 300 و ورق گالوالوم در دماهای بیشتر از 400 توصیه نمی‎شود.

کلیدواژه‌ها


1. Marder, A.R., The metallurgy of zinc-coated steel, Progress in Materials Science 45 (2000) 191-271.
2. اشرفی زاده، ف، باطنی، ع، باقری، م، نوایی، م، عباسی، ش، طرقی نژاد، م.ر، تحلیلی بر لایه­های بین­فلزی در پوشش گالوانیزه گرم ورق فولادی، سومین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی و انجمن علمی ریخته­گری ایران.
3. Tang, N.Y., Discussion of Kinetics and Phase Transformation Evaluation of Fe-Zn-Al Mechanically Alloyed Phases, Metall, Mater. Trans. A, 28 A (11) (1997)2433-2434.
4.قربانی.م، پوشش دادن فلزات، تهران: دانشگاه صنعتی شریف، مؤسسه انتشارات علمی، (1379).
5. Thanh, N.V., Selective dissolution from Zn-Al alloy coatings on steel, Material chemistry. Universite Pierre et Marie Curie – Paris VI, (2012), English.
6. اشرفی زاده، ف، مشخصه­های متالورژیکی و مهندسی پوشش­های آلیاژی روی و آلومینیوم، همایش صنعتی ورق­های فولادی پوشش­دار؛ از تولید تا مصرف، ص 12-1، شهرکرد (1395).
7. Zou, J., Liao, X.Z., Duan, X.F., Durandet, Y., Cockaynet, D.J.H., TEM study of intermetallic phases in 55Al-Zn coatings,Microscopy ipen.br- 2(1998).
8. دیتر، ج، شهیدی، ش، متالورژی مکانیکی، مرکز نشر دانشگاهی، 1391.
9. Min, T., Gao, Y., Huang, X., Gong, Z., Li, K., Ma, S., Effects of aluminum concentration on the formation of inhibition layer during hot-dip galvanizing, International Journal of Heat and Mass Transfer 127 (2018) 394–402.
10. Liu, W., Li, Q., Li, M.C., Corrosion behaviour of hot-dip Al–Zn–Si and Al–Zn–Si–3Mg coatingsin NaCl solution, Corrosion Science 121 (2017) 72–83.
11. stahlschlüssel Key to Steel.
12. آقابابا، ج، بررسی رفتار شکل‎پذیری ورق‎های فولادی کم کربن، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، (1375).
13. Rickerby, D.S., Bull, S.J., Robertson, T., Hendry, A., The role of titanium in the abrasive wear resistance of physically vapoure-deposited TiN, Surface and coatings Technology, 41 (1990) 63-74.
 14. https:// en. m. Wikipedia.org/ Elastic properties of the elements.