student
студент
student
студент
PhD (Engineering), assistant professor of Chair of Metal Technology and Aviation Materials Science
кандидат технических наук, доцент кафедры технологии металлов и авиационного материаловедения
PhD (Engineering), Associate Professor, assistant professor of Chair of Metal Technology and Aviation Materials Science
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии металлов и авиационного материаловедения
The formation of zinc coating on steels in the process of hot galvanizing is determined by such factors as the process temperature, holding time, the chemical composition of steel, and particularly, silicon content. In the 1940s of the XX century, R.W. Sandelin described the process of the significant acceleration of the reaction between ferrum and zinc at the silicon content in steel equal to 0.06-0.10 %. There are different methods of control of silicon reactance; however, the simplest method of control of coating thickness is the proper choice of time of product holding in the melt. The paper aims at the identifying the influence of time of holding in the melt on thickness and microstructure of the coating formed on steels with different content of silicon: S235 (Si=0.02 %), S235J0 (Si=0.04 %), S235JR (Si=0.17 %), 9MnSi5 (Si=0.6 %). To quantify silicon, the authors analyzed the chemical composition of steels using the spark spectrometry technique. The study identified that the coating thickens on steel with the course of time of holding in the melt according to the parabolic law. The most intensive growth of coating thickness with the course of time is observed on reactive steels with silicon content of 0.04 % and high-silicon steels with silicon content of 0.6 %. The reactive steel showed the significant growth of variations in thickness. The authors carried out the analysis of microstructure using the TESCAN Vega SB scanning electron microscope; the analysis showed that the growth of a coating is determined by the peculiarities of ζ-phase structure. The analysis of the Fe-Zn-Si triple diagram allowed concluding that with the silicon content of 0.04 % and 0.6 % in steel, the eutectic decomposition of fluid into ζ+η+FeSi phases’ mixture progresses in the system. This process leads to the direct contact of the melt and steel base and intensifies the interdiffusion of ferrum and zinc. As a result, the ζ-phase actively produces that leads to the rapid growth of the coating thickness.
Формирование цинкового покрытия на сталях в процессе горячего цинкования обуславливается такими факторами, как температура процесса, время выдержки, химический состав стали, особенно содержание в ней кремния. В 40-х годах XX века Р.В. Санделин (R.W. Sandelin) описал процесс значительного ускорения реакции между железом и цинком при содержании кремния в стали 0,06-0,10 %. Существуют разные способы контроля реактивности кремния, однако самым простым способом управления толщиной покрытия является правильный выбор времени выдержки изделия в расплаве. Цель работы - определение влияния времени выдержки в расплаве на толщину и микроструктуру образующегося покрытия на сталях с различным содержанием кремния С235 (Si=0,02 %), Ст3пс (Si=0,04 %), Ст3сп (Si=0,17 %), 09Г2С (Si=0,6 %). Химический состав сталей для количественного определения кремния проводился с помощью метода искровой спектроскопии. Установлено, что толщина покрытия на стали растет с течением времени выдержки в расплаве по параболическому закону. Особенно интенсивный рост толщины покрытия с увеличением времени наблюдается на реактивных сталях с содержанием кремния 0,04 % и высококремнистых сталях с содержанием кремния 0,6 %. На реактивной стали также обнаружен значительный рост разнотолщинности. Анализ микроструктуры покрытия проводился с использованием растрового электронного микроскопа TESCAN Vega SB, он показал, что рост покрытия обусловлен особенностями строения ζ-фазы. Анализ тройной диаграммы Fe-Zn-Si позволил сделать вывод, что при содержании кремния в стали 0,04 % и 0,6 % в системе протекает эвтектическая реакция распада жидкости на смесь фаз ζ+η+FeSi. Этот процесс приводит к прямому контакту расплава и стальной основы и ускоряет взаимную диффузию железа и цинка. В результате интенсивно образуется ζ-фаза, что приводит к стремительному росту толщины покрытия.