Po'latdagi rux Zn – xususiyatlari, po'latga ta'siri va qo'llanilishi

Rux (Zn) po'lat sanoati uchun katta ahamiyatga ega bo'lgan metalldir, ammo uning roli odatiy qotishma elementlarning rolidan tubdan farq qiladi, masalan Chrome, nikel, molibden yoki manganRux odatda eritilgan po'latning mexanik xususiyatlarini yaxshilash uchun unga ataylab qo'shilmaydi. Uning asosiy ahamiyati po'latni himoya qiluvchi metall himoya qoplamasi sifatida ishlatilishidan kelib chiqadi korroziya.
Ruxning eng keng tarqalgan qo'llanilishi po'latni galvanizatsiyalashdir. Rux qatlami nafaqat po'latni atrof-muhitdan ajratib turuvchi to'siq bo'lib xizmat qiladi, balki elektrokimyoviy (qurbonlik) himoyasini ham ta'minlaydi. Bu po'latning qoplamasi ozgina shikastlangan taqdirda ham himoyalanganligini ta'minlaydi.
Shu bilan birga, po'lat ishlab chiqarish, payvandlash, issiqlik bilan ishlov berish va qayta ishlash jarayonida ruxning mavjudligi texnologik nazoratni talab qiladi. Zn ning metallurgiya jarayonining haroratiga nisbatan past erish nuqtasi va nisbatan past qaynash nuqtasi uning an'anaviy qotishma elementlarnikidan butunlay farq qilishiga olib keladi.

Rux - asosiy ma'lumotlar

Rux po'latdagi qotishma elementmi?

Odatdagi strukturaviy po'latlarda Zn klassik qotishma elementi emas.
Kabi elementlar Cr, Ni, Mo, V, Mn yoki Si po'latning mikro tuzilishi va xususiyatlarini o'zgartirish uchun uning kimyoviy tarkibiga kiritiladi.
Sinkning asosiy vazifasi tashqi sirt himoyasi.
Galvanizli po'lat holatida quyidagilar o'rtasida farq qilish kerak.

• po'lat - asosiy material,
• rux - himoya qoplama materiali.

Bu Zn eritilgan po'latda hech qachon topilmaydi degani emas. U jarayonga, boshqa narsalar qatori, galvanizli metall parchalari orqali kirishi mumkin, ammo bunday holatda u asosan metallurgiya jarayonida nazoratni talab qiladigan element sifatida qaraladi, kerakli qotishma komponenti sifatida emas.

Nima uchun rux po'latni korroziyadan himoya qiladi?

Ruxdan eng muhim foydalanish himoya hisoblanadi żelaza va po'lat korroziyaga qarshi.
Sink qoplamasi bir vaqtning o'zida ikki usulda ishlaydi:

• to'siq – po'lat yuzasini suv, kislorod va boshqa atrof-muhit komponentlaridan ajratib turadi,
• elektrokimyoviy jihatdan – rux temirga qaraganda unchalik olijanob emas va qurbonlik anod vazifasini bajarishi mumkin.

Ikkinchi mexanizm galvanizatsiyalashning eng muhim afzalliklaridan biridir.
Agar qoplama mahalliy darajada tirnalgan bo'lsa va po'latning kichik bir qismini ochib qo'ysa, shikastlanish yaqinida Zn mavjudligi po'lat substratga elektrokimyoviy himoya ta'minlashi mumkin.

Po'latni rux bilan qurbonlik bilan himoya qilish

Elektrokimyoviy bug'da Zn–Fe rux ko'proq salbiy elektrokimyoviy potensialga ega va temirga qaraganda afzalroq oksidlanadi.
Oddiy qilib aytganda, anod reaksiyasini quyidagicha ifodalash mumkin:

Po'lat yuzasiga oqayotgan elektronlar uning oksidlanishini cheklaydi.
Shuning uchun sink rol o'ynaydi qurbonlik anod va po'lat substratni himoya qilish uchun eskiradi.
Bu faqat to'siq ta'siriga ega bo'lgan qoplama bilan solishtirganda sezilarli farq.

Sink korroziyasi mahsulotlari

Atmosferaga ta'sir qilgan rux korroziya reaksiyalariga uchraydi. Uning yuzasida rux oksidi, rux gidroksidi va — atmosfera sharoitida — asosiy karbonat birikmalarini o'z ichiga olgan mahsulotlar hosil bo'lishi mumkin.
Vaqt o'tishi bilan hosil bo'lgan korroziya mahsulotlari qatlami Zn korroziyasini yanada sekinlashtirishi mumkin.
Aloqa tufayli:

• to'siqdan himoya qilish,
• qurbonlik himoyasi,
• korroziya mahsulotlarining nisbatan himoya qatlamini shakllantirish

Sink qoplamalari po'lat konstruksiyalarni himoya qilishning juda samarali va keng tarqalgan usuli hisoblanadi.

Po'latni issiq daldırma bilan galvanizatsiya qilish

Po'latni himoya qilishning eng muhim usullaridan biri bu issiq daldırma galvanizatsiyasi.
Tegishli sirt tayyorlashdan so'ng, po'lat element suyuq Zn vannasiga botiriladi. Odatdagi jarayonlarda vanna harorati taxminan 450 ° C, garchi aniq parametrlar texnologiyaga bog'liq bo'lsa ham.
Jarayon davomida faqat sof rux qatlamining mexanik cho'kishi sodir bo'lmaydi.
Po'lat-rux chegarasida, orasidagi reaksiyalar Fe va Zn hosil bo'lishiga olib keladi Fe-Zn tizimining intermetallik qatlamlari.
Shuning uchun odatdagi issiq daldırma galvanizli qoplama turli xil Fe va Zn tarkibiga ega bo'lgan bir nechta qatlamlarni va ruxga boy tashqi qatlamni o'z ichiga olishi mumkin.

Fe-Zn intermetallik qatlamlari

Issiq galvanizatsiya jarayonida diffuziya jarayonlari sodir bo'ladi, bu esa Fe-Zn intermetallik fazalarining hosil bo'lishiga olib keladi.
Sink qoplamasining klassik tavsifi, boshqalar qatori, quyidagilar deb ataladigan qatlamlarni o'z ichiga oladi:

• Γ – gamma,
• δ – delta,
• ζ – zeta,
• η – eta – tashqi qatlam Zn ga juda boy.

Qoplamaning haqiqiy tuzilishi po'latning kimyoviy tarkibiga, jarayon harorati va vaqtiga hamda sovutish sharoitlariga bog'liq.
Intermetallik qatlamlar qoplama va substrat o'rtasida kuchli metallurgiya bog'lanishini ta'minlaydi, ammo qattiqlik va egiluvchanlik jihatidan farq qiladi.

Po'latning galvanizatsiyasiga kremniyning ta'siri

Issiq daldırma galvanizatsiya jarayoniga ta'sir qiluvchi eng muhim elementlardan biri bu kremniy Si.
Po'latdagi Si miqdori Fe-Zn reaksiya tezligiga kuchli ta'sir ko'rsatishi mumkin va natijada:

• qoplama qalinligi,
• intermetallik qatlamlarning tuzilishi,
• sirt ko'rinishi,
• Fe–Zn fazalarining ulushi,
• qoplamaning mo'rtligi va funktsional xususiyatlari.

Galvanizatsiya paytida ayrim po'latlarning reaktivligining to'satdan oshishi hodisasi deb ataladigan narsa bilan bog'liq Sandelin effekti.
Shuning uchun, issiq daldırma galvanizatsiyasi uchun mo'ljallangan komponentlarni loyihalashda nafaqat po'latning sifati, balki uning kimyoviy tarkibi ham muhimdir.

Fosforning galvanizatsiyaga ta'siri

Galvanizatsiya paytida po'latning xatti-harakatlariga ham ta'sir qilishi mumkin fosfor P.
Po'latning galvanizatsiyaga moyilligini baholashda Si va P miqdori ko'pincha birgalikda ko'rib chiqiladi, chunki ikkala element ham suyuq ruxdagi substratning reaktivligiga va Fe-Zn qatlamlarining o'sishiga ta'sir qilishi mumkin.
Shu sababli, o'xshash mexanik xususiyatlarga ega po'latlar, agar ularning Si va P tarkibi farq qilsa, galvanizatsiya paytida boshqacha harakat qilishi mumkin.

Elektrolitik galvanizatsiya

Yana bir usul elektrolitik galvanizatsiya, bunda Zn elektrokimyoviy jarayonda element yuzasiga cho'kadi.
Issiq daldırma galvanizatsiyasi bilan solishtirganda, bu usul odatda quyidagilarga imkon beradi:

• yupqaroq qoplamalar,
• juda tekis sirt,
• yaxshi qalinlikni nazorat qilish,
• elementning estetik ko'rinishi.

Elektrolitik qoplamalar, boshqalar qatori, nisbatan yupqa himoya qoplamasini talab qiladigan mahkamlagichlar, avtomobil qismlari, aniq komponentlar va po'lat buyumlarda qo'llaniladi.

Galvanik galvanizatsiya va issiq galvanizatsiya

Ruxni po'latga qo'llashning boshqa usullari

Issiq daldırma galvanizatsiyasi va elektrolitik galvanizatsiyadan tashqari, boshqa texnologiyalar ham qo'llaniladi.
Zn yordamida po'lat sirtlarni himoya qilish usullari, boshqalar qatorida, quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• purkash bilan galvanizatsiyalash – purkash bilan metallizatsiyalash,
• mexanik galvanizatsiya,
• parchalarga qo'llaniladigan sink qoplamalari,
• diffuziya usullari bilan qo'llaniladigan rux qoplamalari,
• ko'p miqdorda rux kukuni bo'lgan bo'yash tizimlari.

Texnologiyani tanlash kerakli himoya davriga, element geometriyasiga, ish muhitiga, o'lchamlarga, kerakli qoplama qalinligiga va keyingi texnologik operatsiyalarga bog'liq.

Sherardizatsiya – po'latni diffuzion galvanizatsiyalash

Maxsus usul bu sherarizatsiya, ya'ni po'lat yuzasining rux bilan diffuziya to'yinganligi.
Jarayon Zn ning erish nuqtasidan past haroratda, odatda rux kukuni va tegishli jarayon muhiti yordamida amalga oshiriladi.
Diffuziya natijasida Fe–Zn fazalarini o'z ichiga olgan qatlam hosil bo'ladi.
Sherardizatsiya ayniqsa quyidagilar uchun foydalidir:

• kichik po'lat elementlar,
• vintlar,
• yong'oqlar,
• kir yuvish mashinalari,
• murakkab shaklga ega elementlar.

Uning afzalligi murakkab geometriyaga ega elementlarda ham nisbatan bir xil qoplama bo'lishi mumkin.

Zn-Al va Zn-Al-Mg qoplamalari

Po'latdan himoya qilish texnologiyasining rivojlanishi rux boshqa elementlar bilan birlashtirilgan qoplamalarning keng qo'llanilishiga olib keldi.
Muhim guruhlarga qoplamalar kiradi:

• Zn-Al,
• Zn-Al-Mg.

Qo'shish alyuminiy va magniyning rux qoplamasiga qo'shilishi korroziya mahsulotlarining tuzilishini o'zgartirishi va ma'lum muhitlarda himoya chidamliligini oshirishi mumkin.
Zn-Al-Mg qoplamalari, boshqalar qatori, qurilish, energetika, fotovoltaik tizimlar, yupqa devorli inshootlar va atmosferaga ta'sir qiluvchi elementlarda qo'llaniladi.
Bu yerda farq qilish kerak Zn-Al-Mg qoplamasida mavjud bo'lgan magniy suyuq po'latga kichik metallurgiya qo'shimchasi sifatida ishlatiladigan magniydan.

Galvanizli po'latning korroziyasi

Galvanizatsiya po'latning korroziyasini kamaytirishda juda samarali, ammo materialning barcha muhitlarga to'liq chidamliligini kafolatlamaydi.
Qoplamaning aşınma tezligi, boshqa narsalar qatori, quyidagilarga bog'liq:

• namlik,
• harorat,
• atmosfera ifloslanishi,
• mavjudlik xloridlar,
• atrof-muhitning pH qiymati,
• sirt namlash vaqti,
• qoplamaning qalinligi va turi.

Atmosfera muhitida himoyaning chidamliligi korroziya toifasi va haqiqiy ish sharoitlari bilan chambarchas bog'liq.

Oq rux korroziyasi

Yangi galvanizlangan elementlar odatda shunday nomlanadigan xarakterli oq qoplamani ko'rsatishi mumkin oq korroziya.
U asosan Zn yuzasi uzoq vaqt nam bo'lib qolganda va havo kirishi va quritish imkoniyati cheklanganda hosil bo'ladi.
Muammo, boshqa narsalar qatori, yangi galvanizli elementlar bir-biriga juda yaqin joyda noto'g'ri saqlanganda paydo bo'lishi mumkin.
Oq korroziya asosan rux qoplamasiga ta'sir qiladi va himoyalanmagan po'latda hosil bo'ladigan klassik qizil zang bilan bir xil hodisa emas.

Rux va galvanizli po'latni payvandlash

Zn bilan qoplangan po'latni payvandlash ruxning past qaynash haroratini hisobga olishni talab qiladi - taxminan. 907 ° C.
Payvandlash yoyining harorati ancha yuqori, shuning uchun payvandlash yaqinidagi Zn:

• eriydi va bug'lanadi,
• rux birikmalarini o'z ichiga olgan tutun hosil bo'lishiga olib keladi,
• payvandlash jarayonining barqarorligiga ta'sir qiladi,
• payvandlashda ma'lum kamchiliklarning paydo bo'lishiga yordam beradi,
• himoya qoplamining mahalliy yo'q qilinishiga olib keladi.

Galvanizli elementlarni payvandlash tegishli texnologiyani, bo'g'inlarni tayyorlashni, samarali shamollatishni va ishchini payvandlash tutunlaridan himoya qilishni talab qiladi.
Ulanish amalga oshirilgandan so'ng, qoplama shikastlangan joy korroziyaga qarshi himoyani tiklashni talab qilishi mumkin.

Po'latning rux va suyuq metall yorilishi

Muayyan sharoitlarda, stress ostida po'latning suyuq Zn bilan aloqasi quyidagi hodisaga olib kelishi mumkin suyuq metall mo'rtlashuvi – LME, ya'ni suyuq metall ta'sirida mo'rtlik yoki yorilish.
Bu muammo ba'zi hollarda ayniqsa muhimdir:

• yuqori mustahkamlikdagi po'latlar,
• galvanizli plitalarni payvandlash jarayonlari,
• yuqori qoldiq kuchlanishlarni o'z ichiga olgan konstruksiyalarni galvanizatsiyalash jarayonlari,
• harorat, stress va suyuq Zn bilan aloqa qilishning noqulay kombinatsiyalari.

Biroq, rux qoplamasining mavjudligi avtomatik ravishda LME xavfini ko'rsatmaydi. Bu hodisa material, harorat, kuchlanish va suyuq metallning tegishli kombinatsiyasini talab qiladi.

Rux va yuqori mustahkamlikdagi po'latlar

Sink qoplamalari zamonaviy yuqori mustahkamlikdagi po'latlarni, ayniqsa avtomobilsozlik sanoatida himoya qilishda juda muhimdir.
Shu bilan birga, ulanish:

• substratning yuqori mustahkamligi,
• Zn o'z ichiga olgan qoplama,
• qo'shilish jarayonining yuqori harorati,
• katta mahalliy stresslar

LME paydo bo'lishi ehtimoli tufayli payvandlash texnologiyasini nazorat qilishni talab qiladi.
Bu Zn juda samarali himoya materiali va po'latni keyingi qayta ishlash jarayonida ehtiyotkorlik bilan nazoratni talab qiladigan element bo'lgan vaziyatga misoldir.

Parchalardan po'lat ishlab chiqarishda rux

Zn qoplamalari bilan qoplangan po'lat qoldiqlaridan foydalanishning ko'payishi ruxni birlamchi va ikkilamchi metallurgiya uchun ham tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda.
To'plam, boshqalar qatorida, quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• galvanizli avtomobil plitalari,
• qurilish elementlari,
• issiq daldırma galvanizli mahsulotlar,
• uskunalar va inshootlardan qolgan chiqindilar.

Po'lat quyish jarayonining yuqori haroratida Zn osongina gaz fazasiga o'tadi.
Keyin u po'lat ishlab chiqarish jarayonida hosil bo'lgan changga tushib qolishi mumkin.

Po'lat changidagi rux

Elektr yoyli pechlarda galvanizli chiqindilarning erishi paytida, ayniqsa, hosil bo'lgan chang tarkibida sezilarli miqdorda Zn bo'lishi mumkin.
Bir tomondan, ruxning mavjudligi chiqindilarni boshqarishni murakkablashtiradi va tegishli changni tozalash moslamalarini talab qiladi.
Boshqa tomondan, bunday changlar quyidagilarni tashkil qilishi mumkin ruxni qayta tiklash uchun ikkilamchi xom ashyo.
Bu material oqimini yaratadi:

Shuning uchun sink va po'latni qayta ishlash aylanma iqtisodiyotning muhim elementidir.

Rux va po'latning mexanik xususiyatlari

Zn asosan qoplama sifatida paydo bo'lganligi sababli, uni po'latning mexanik xususiyatlariga klassik ta'sir ko'rsatadi deb hisoblamaslik kerak.

Shuning uchun rux po'lat mahsulotning ishlash muddatini sezilarli darajada oshirishi mumkin , garchi u matritsaning o'zining mustahkamlik parametrlarini to'g'ridan-to'g'ri oshirmasa ham.

Rux va po'latni issiqlik bilan ishlov berish

Yuqori haroratlarda amalga oshiriladigan jarayonlarda Zn qoplamasining mavjudligini hisobga olish kerak.
Zn ning erish nuqtasi atigi 419,5°C ni tashkil qiladi, shuning uchun ko'plab klassik jarayonlar po'latni issiqlik bilan ishlov berish ruxning erish nuqtasidan ancha yuqorida sodir bo'ladi.
Kabi jarayonlar qattiqlashuv va termal yaxshilanish klassik rux qoplamasini barqaror sirt qatlami sifatida ko'rib chiqilmaydigan haroratni talab qiladi.
Shu sababli, texnologik operatsiyalar ketma-ketligi puxta rejalashtirilgan bo'lishi kerak. Ko'pgina qo'llanmalarda, yakuniy rux himoyasi faqat komponentning asosiy issiqlik va mexanik ishlov berishdan so'ng qo'llaniladi.

Rux, vodorod va yuqori mustahkamlikdagi po'latlar

Yuqori mustahkamlikdagi po'latlar uchun ba'zi sirt tayyorlash va qoplash jarayonlarida vodorodning yutish xavfini hisobga olish kerak.
Muammo Zn ning element sifatida mavjudligi bilan bog'liq emas, balki quyidagi kabi texnologik bosqichlar bilan bog'liq bo'lishi mumkin:

• kislotali hazm qilish,
• elektrokimyoviy sirt tayyorlash,
• elektrolitik qoplama.

Yuqori mustahkamlikdagi po'latlarda vodorodning mavjudligi kechiktirilgan yorilish xavfini oshirishi mumkin. Shuning uchun, bunday komponentlar uchun galvanizatsiya texnologiyasi vodorodning mo'rtlashuv xavfini kamaytirish talablariga javob berishi kerak.

Rux va zanglamaydigan po'lat

Chrom zanglamaydigan po'latlarga Cr birikmalariga boy yupqa passiv qatlam hosil qilish qobiliyatini beradi, rux esa oddiy po'latlarni asosan alohida metall qoplama sifatida himoya qiladi.
Bu ikki xil himoya mexanizmi:

Shu sababli, galvanizli po'latning korroziyaga chidamliligini zanglamaydigan po'latning korroziyaga chidamliligi bilan adashtirmaslik kerak.

Galvanizli po'latdan foydalanish

Zn bilan himoyalangan po'lat deyarli barcha sohalarda qo'llaniladi.
Odatdagi ilovalarga quyidagilar kiradi:

• po'lat konstruksiyalar,
• panjaralar va panjaralar,
• ustunlar va ustunlar,
• yo'l inshootlari,
• temir yo'l infratuzilmasi elementlari,
• tom yopish va jabha qoplamalari,
• shamollatish kanallari,
• avtomobil komponentlari,
• vintlar, gaykalar va mahkamlagichlar,
• to'siqlar,
• fotovoltaik tuzilmalar,
• mashinalar va qurilmalarning elementlari,
• ochiq havoda ishlaydigan tuzilmalar.

Rux Zn va po'latlarda ishlatiladigan boshqa elementlar

Po'latdagi rux sink

Rux Zn po'lat sanoati uchun katta ahamiyatga ega, ammo u po'latning odatiy qotishma elementi emas. Uning eng muhim vazifasi po'lat asosni korroziyadan himoya qilishdir.
Zn qoplamasi ikkalasi ham vazifasini bajaradi po'latni atrof-muhitdan ajratib turuvchi to'siq, shuningdek, qurbonlik anodBu qoplamaga kichik mahalliy zarar yetkazilgan taqdirda ham substratni himoya qilish imkonini beradi.
Zn dan foydalanadigan eng muhim jarayon bu issiq daldırma galvanizatsiyasi, bu jarayonda po'lat va suyuq rux orasidagi chegarada Fe-Zn intermetallik qatlamlari hosil bo'ladi. Elektrolitik, purkash va diffuziya galvanizatsiyasi, shuningdek, zamonaviy Zn-Al va Zn-Al-Mg qoplamalari ham qo'llaniladi.
Galvanizatsiya jarayoniga po'latning kimyoviy tarkibi, ayniqsa tarkibi ta'sir qiladi kremniy i fosfor.
Zn payvandlash, issiqlik bilan ishlov berish va qayta ishlash jarayonida ham e'tibor talab qiladi. Tegishli sharoitlarda suyuq rux LME hodisasida ishtirok etishi mumkin va galvanizli chiqindilarning erishi paytida u po'lat changiga aylanadi, keyin esa undan ajratib olish mumkin.
Po'latga kelsak, ruxning ahamiyati, birinchi navbatda, klassik po'lat qotishmasi emas, balki korroziyaga qarshi himoya, sirt texnologiyasi va qayta ishlash nuqtai nazaridan ko'rib chiqilishi kerak.

Temir Wegiel Chrom Nikel Vanadiy Mangga Silikon molibden Wolfram Mis Tytan Alyuminiy kobalt Niob fosfor Oltingugurt Kislorod azot Magniy Sink