Влияние предварительной плазменной обработки поверхности стали 09Г2С на формирование покрытия в результате горячего цинкования

В последние годы расширяется ассортимент кремнийсодержащих сталей, подвергаемых горячему цинкованию. Легирование стали 0,5–1 % кремния приводит к образованию цинкового покрытия большой толщины с матовой или разнотонной поверхностью. Это связано с изменением фазовых реакций между железом и цинком в системе Fe–Zn–Si. Актуальной задачей является разработка способов нейтрализации негативного влияния кремния на формирование цинкового покрытия. Цель работы – изучение влияния предварительной плазменной резки и плазменной поверхностной закалки стали 09Г2С (S355J2) на толщину и структуру цинкового покрытия, образующегося на обработанных поверхностях. Установлено, что после плазменной резки структура приповерхностного слоя стали представляет собой мартенсит, а после плазменной поверхностной закалки – мартенсит и феррит. Анализ изменения микротвердости от поверхности стали к середине показал, что глубина закаленного слоя составляет 400 мкм. На поверхности стали без предварительной обработки формируется цинковое покрытие, состоящее из δ-фазы и ζ-фазы. На поверхности стали после плазменной обработки формируется цинковое покрытие, характерное для малокремнистых сталей и состоящее из δ-фазы, ζ-фазы и η-фазы. Установлено, что толщина цинкового покрытия на поверхности после плазменной резки в два раза меньше, чем на необработанной поверхности, причем сокращение толщины покрытия происходит за счет уменьшения толщины ζ-фазы. Выдвинута гипотеза, что образование на поверхности стали мартенсита приводит к исчезновению упорядоченной фазы FeSi и изменяет фазовое равновесие в системе Fe–Zn–Si. Следовательно, предварительная плазменная обработка поверхности стали позволяет управлять структурой и толщиной образующегося цинкового покрытия и поэтому рекомендуется для внедрения в процесс горячего цинкования кремнийсодержащих сталей.