New STUDY ON THE POSSIBILITY OF Fe-Zn PHASE FORMATION … · 2019. 1. 29. · S. Gyurov, Y....
Transcript of New STUDY ON THE POSSIBILITY OF Fe-Zn PHASE FORMATION … · 2019. 1. 29. · S. Gyurov, Y....
S. Gyurov, Y. Kostova, S. Parshorov
211
Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 47, 2, 2012, 211-216
STUDY ON THE POSSIBILITY OF Fe-Zn PHASE FORMATION DURINGHOT-DIPPING IN Zn 5%Al MELT AT 450OC
S. Gyurov, Y. Kostova, S. Parshorov
Institute of Metal Science, Equipment and Technologies
“Acad. A. Balevsci” with Haydroaerodinamics centre,
Bulgarian Academy of Sciences,
1574 Sofia, 67 “Shipchenski prohod” str., BULGARIA
E-mail: [email protected]
ABSTRACT
���������������� ����������������������������������������������������������������������� ���������
��������� ��� ������������� ������ �� ��� ����� ��������� �� �������� ����� ������� ��� ������ ������� ����� � ��
������������ ����������������������������������������������������������������������� ��������������������
����������������������� ������������������������ ������� ��� ���� ���������� ������������������������� �������
������������������������ ������������ ���������������� ��������������������� ������������������������������
������� ��������� �������������������!""����������������� ����������������� �������������������������������������
���������� �������� ����������� ������������������������� ���� ����#""�������������������� �����������������
$� %��������������������%��$��������������������� ���������������� ��������&�����������������������
'����� �(��������������������� ������������������������������������������
Received 25 February 2012
Accepted 28 April 2012
INTRODUCTION
��������������� ����������������������������
����������� ����������� ������������ ��� ������
�������� ����� ���������������������������������
����������������������� �� ������������ �!"��#$%�&��
�� ��������� ������������������������������� ���
����������� ���������'�� ������ �������� �������
������������������������ ��������� ������� ��
(%����!)��*$������������������(%���� ������� �!�$%�+����
����,�������!�$�����������������%�!-$���������
����������������� ������� ����������� ��������
�������������� ����� �������������������������
����� ������������ ��� ������%�.���� !/$� �������� ��
������������������� ����������� �����������������������
���������������� ���������������������������
�������������� ������������������������������012
��������������� �������������������������������032
��� ��� �����012�������� �����%�&���������� �������
��� ��� ��������� �� ��� �������� ���� ������������ � �
�������������������������������������������������
��������� ��������������012���������!4�"($%
�+��� ��������%� !""$�����.���������%� !"#$
������������������������������� ����������
*�(�5������������������� ����������������6����
��� �������� ������� ��� ��� ��� �������� ����� ��
� ������������������7������������%�8������������
��%�!")$����������������������������������������
������������������� ���%�&������������ ����������
�������������������������� �������������� �9��
��� ��� �������� �� ���������96�
��������� ��� ���
����������������0 �������������2������� ��
����� ������%� :����� �� �� ��%� !"*$� ��������� ��� ��
��� ����������������6�#��
�������� �������������
6�#��
�76���
/76���
")��������.��� �����!"�$���������
�������������6�����������������6�#��
������6���
)
06�#��
���
9� ����6���
)��
92� �9��%�5���� �� ��%� !"-$� ���
������!"/$���������������� ��������������� �
���7 ��������������������� �����������6�#��
���
9
����������� ��� ���� ��� ��9� �� ��� ������� �����
������� �����6���)��
9%� &����� �������� ��������� �
5����������%�!"4$��������������� ����������� ���
������ ������������������������������ �����������
� ������ %�&�����������������������6�#��
�0��2����
Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 47, 2, 2012
212
6���)0��2����������� ����������������������� ��%
;���� !"<$���������� ������������������������
���6����� ��� ��������������� ��� �����=����� �
��������������������%�:�������������� ��������������
�������������������������������6���������������� �
��������������������� �� 6�������� ����� �����
����� ���*�(�5��!#(��#"$����������0δ2������������ ������ ����� ��� ������ �� ����� ��� ������ 0>2� ���
�� ����������������6�#��
������������%�����������
?������������@�������!##$�����A�������%�!#"$����
��������������������������4���������������������
���������� �������������������������������������� ����������� �� ��������������� ��%
:�� ���������� ������� ���������� ��� ��
�� ����������� �������������������������������
������������������������ ��� ������������������
�������� ���6�������� �������������������%�8�
������������� ������������� ����� ��������������
���������7��������������������������������� ���
����������������������������� �������������������
������������������������������������ ��� �����������
������������� ��������������������� �������%
&��� ������ ����� ��� �������� �� �������
�9��� �������������������������� ����� �������
��������������������������������� ��������������
����7������� �������� ���� ������ �� �� ����� ��
�������������� ��������������������������������
������������ �������������%
EXPERIMENTAL�������������������������������� ����� �
����������� ���������������� ���������� ������
������������������������������������������� ����
��%�&������������ ������������������������� ���������
������������� ���������������������������������
������� �������� ������ ���������������������
���������������%�:���������� ����������������������
��������������� ������ ������������������������9�
��� �������������������������� ��������������� ��
������������������ ����� ��%�;������ ��������
�� ��������#(9#(9(%�� B� �������"%�-��������� ���
������0��� �����2'�5�(%(�B�;��(%(""B�.��(%)4B�;C(%((�B
5��(%"(������� =������������� ������� �������
���������'� �2�������������������������������� ����
/(�5����"�� ������� �������������#(��7�� �9�����
;�������� ;DA� ���� "� �7�� ��� E ������ ;EA� 0F��
���������������� +2B���2���� ������������������
�B� ���2�����������"����##� ��������������������
��������������������)�����9� ��������#���5/��0F��
��������������� +2��� )(�5� ��� *(� ��B� ���� ��2
��� ������������������%�&������9�����������������
/(�5������������������'�/�� ��������5�#��"�� �����
8+*5��� "� ������A 5�
#�� "� ������8�5�
#�� -� �����
8�5������#� ������@5�%�����)� ������9���������� ����
�������������"/(�G�#((�5%�&����� ���������������
����������������������������*(���������� ������
���������*�(�5����)(��"�(��)((�����-((��������������%
&������������������������������������������
�����������������������������%�&����� ������������
�����������"�H ����������������"�����������������
������������%
&��� ������������������������ �������
��� ��������� �� ����� ��� IEDF� ��������� ������
�������������J;������ �K�/))�L��������������
+M�N�#(��M�����:��N�(%/9"(�<�O%�&����� ����������
������ ��������������������������&� ���"%
RESULTS AND DISCUSSION
&���������� ���������������� ����������
���������)(��� ������������6��%�"%�&���������� ���
����������������� ���� �������������� ������ ���
�������� ������� ��� ������� ������ ������ ��� ���
������� ������ �� %�&��������� ��� ������������
������ ��� ������� ������� ��� ����������� ���� �� ����
012������%�&��� ����� ������ ����������������
����������� ���������������������� ������������ �����
����012���������������� �������������������������
032���� ��� �����012�������� �����%�8�������������
������������������������������������0�� ���2���
� �����������������������%�&����� ��������������
� ������� ������ ��=����� �� ��� ����� ������� ��
��--%*
6�#���
4%/� 0&� ��� "2%� &���� �� �������� ��� ��� ��
6�#��
��������������������6�����������������������
�� ���*�(�P5�!#($�����!#"$�� �����6�#��
����������
���������������%�&������������������������
���������� ������� �������������6�#��
����������������
��������������������������������'�#"%(� ������!"�$B
"4%/"� ������!#"$���"*� ������!##$%�D������������
��������������� ������� ��������� ��A�������%
!#"$%�&����� ����������� ��� ����������������� �
����������������������/#%<6�
#(%4��
4%"%�&������ �������
�������������������6���)������������� ��������� ��
�������������������������������%
S. Gyurov, Y. Kostova, S. Parshorov
213
&���������������������� ���������������� ��
�������������� �����"�(�������� � ���������� ����
������������������������������������� ��������B��
����������������� ������������������� ���������
������������������� ���������6��%�#%
:���� ����������������������������������
��� ����������� ���� ��� ������� ���������������
����������������������������������������012������%�&��
��������� ������������6�#��
�0��2�����������������
�������������������������������������� ���#� %
&����� ����������������� �����������������������
������� ���������--6�
#)%-��
<%/�06�
#��
�0��2������������2�
����������� ���������������������������������������
������������������ �����������������������������
��/"%"6�
##��
�%#�06���
)0��2������������2%�&������������
������������ ����������9��������������������������
������� ��� ���� �����������'��)�*������������
����������������$�����������������Q�����������+���
!#)$��������������� ��76�#��
����������������������
������������������������������ � �������� ��
���6�#��
�������B���� ����������������!#*$��������
����� ������������������ ��� ���� �����������
������������������������������������������� �
������ ��� ������������� ��� ���������� �����
����� ���������������������� �����������6�#��
�B
��)�+�����������������������������������������������
������ ������� R� ������� ���� +��� ���� !#�$� ���
?������������@�������!#-$�����������������������
��������������������������������6�#��
������������� �
������� �� ����� ��� ��� �� ��� 6����� ������B
8���� �������%�!#/$���������������������������
���6�#��
��������� ��������� ������������������
���������������������������������� ������������
������������������������������������������ ����
��� ��� �� ���6�����������B� ���)�������� ,-./����
��������������� �������� ����� �������������
������������������������������������������6�#��
�
���������������������������� ��+��� ����!#<$B���)�0���
Fig.1. Micrograph of the cross section of the sample dippedfor 30 s.
Fig. 2. Micrograph of the cross section of the sample dippedfor 150 s.
&� ���"%�5� �������������� �������������%
t, s Al mass. % at. %
Fe mass. % at. %
Zn mass. % at. %
Adjacent to the steel 30 47.7 66.4 37.3 25 14.9 8.7 150 47.4 66 35.2 23.6 16.6 9.7 300 44.6 62.1 37.5 25.1 17.7 10.4 600 41.8 58.2 36.9 24.7 21.3 12.5
Next to the coating surface 30 54.9 72.9 33.3 20.8 15.2 8.1 150 53.5 71.1 35.3 22 9.8 5.2 300 52.8 70.1 37.7 23.5 12.7 6.8 600 52.6 69.9 35.8 22.4 9.8 5.2
Layer 600 1.1 2.4 9.8 11.1 89.0 86.4
Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 47, 2, 2012
214
������ ,1#/��� ��������,12/��9��������� ������� ���
��� �������� ������������ ��������������������
������ ������ ������������� �������������������
�������� ������%�&����������� ������ �������� ��
����� ��� ��������� �9��� ����� ���������� ���� ����
������9���������� ����������������� ������������
������� �������������������� �����%��6��%�"������
������ �������� ������������������������ ��
��������������������������� ������������ �������� �
���� ������ �������� ������������������������������
����%�&���������� ��� ���� �������� ����� � ��
���������� �������������������������� �������
����������6�������� ��������������������������
�������� ��������%��� ����!#4$������������
���������������������6�#��
���������������������� ��
�����������������������������������������������
�����������6����������������� ��%�&��������������
�������� ����� ���������������(%#�����%�����������
6������"�����#���� ��� ������� ������������������
J������K���� ������������ ��������� �������������
�����������������������������������������������7
������������ ���������������(%#��%�&���������
6����� �� �������� ��� �������� 6�#��
�0��2� ���
6���)0��2���������������������������%
&��� ����������������� �����������������
)((�����������������6��%�)%�&���������� ��������
������������������012��������������������� ������
������������� ������������������������������������
��-#%"6�
#�%"��
"(%*�������� ��� �� ����������� ������ ��
����� ����������������������/(%"6�
#)%���
-4%�6����
��� ���������������������� �����%
&��� ����������������� �����������������
-((�����������������6��%�*%
��� ��� �������� ����� ���� �� �������
��4-%*6�
""%"��
#%*��� ���"����#(�H ���������� ��������
��� ����� ������%���������� ��A��� �� ��%� !#($� ���
�� �����������������δ −���������������6����������������������� ���*�(�5%�+���������������������������
6������������������6��%������������� �������������
����������������������������������� ������������%
.����� � ������ ����� ����������������
��� ��� ��� � �������������������������� ���
��� ������������������������������%�&������������
������������������� ��������������6��������� ���
���������6��%��%�&������������������������������ ��
�� ����7����������������������������������� ���%
D������������������������������������ ������������
���������������������������������%�F���������%�!)($
��������� ������� ������ �����������6���������
��������������������������������������������������
����� ����� ��������� �� �������� ����6��%�-%
S��������������� ��������6�G������ ��
�������� ����������������6�G������������ �����
����� �����������%�&�����������������������������
������������� ����� ���������������� !#)$����
����� �������������.�������!)"$B������������������
������������������ ������������� ��?�����������
@�������!##$���������� ��@����!)#$%�:��������������
���� ���������6�������� ��������� �����������9�
�������� ���� �������� �������76������������
������ �������76����76���� ��������������������
������������������� ���������6�������� ��������� �
�����������9�������� ���� ��������6����76������
����������� �������76����76���� �������������%�D�
����������������� ���� ��������������� ���%���
���� ����������6���%�*����������������������������� ���
Fig.3. Micrograph of the cross section of the sample dippedfor 300 s.
Fig.4. Micrograph of the cross section of the sample dippedfor 600 s.
S. Gyurov, Y. Kostova, S. Parshorov
215
�������������� �������0 ��276����������� ����
���������6�������� �������%�:�������������� ��
������������������� ��� ����������������������
�������� ��� ���� ����������� ��� ��� ��� ������ ��
6�#��
�0��2�G����0 ��2������� �� ����������0 ��2
������ �� �������������� ��F���������%�!)($%
CONCLUSIONS
&����9��� ��������������������������������
�� ����� �� ����� ���� ��� ������ ��������� ���������
��������� ��� ���������������������� ��������
������������ ��������� �����%�:����������������
�������� � �����)(���� ����� ����������������� �
�������������� ������������������������������� ��
���������������������������������� ��L���� ����
�� �������������'�6�#��
�������������9������������� �
���B�����6���)������������9����������������%�&��
������������ ��������� ������������������������
����������������������������������������012������%�&��
�����9�������������������������������������������
����������������������������012���������������� �
������������������������ 032���� ��� �����012�����
�� �����%������������������ ��������)((�������� �
����������������6�#��
�0��2������������������������
������������%�&��� ������������������ ��� �������
������������������������������������012������%�&�������
�������9��� ���������������������� ��� ���������
������������ ������������7 ����������������������
�����������������������������������������������
��� ����������������������������������� �������
)((��%�:��������������������������������������������
���� ������������������������������ �������������7
��������������������� �������������-((��%�&���������
�������� ����������� �������76�������������������
6�������� ��������� ��������������������������
���F���������%� ������� %
REFERENCES
"%�I%�F%�.����������� ���������������������� %�:�'
.���������&%Q%����%��"<4-%�Q���������������������� %
.�����A����D+�**(/)���;.����"<4)��"4�%
#%�,%�Q��������%�;�������������� ��� �������'�.���
��� ������������T��������S���I������:����������
����""��#((4��/*�//%
)%�U%�5%�+�������;%�6%�,����%��U%�5�����������I%
A�������������� ����8��������������5�����;���
������ �����Q����?��%�S���������A�'� ;�E�
"<4)��;�E�A����8�%
*%�;%�6%�,������U%�5%�+��������,������� ���� ���
����������������������������������%�I%�F����5� �
���.������"<4)��#�)%
�%��%�I%�+���������A%�8%�,������������� ������������
���������������������������������������%�.����
��� ����*��"<4*��#)��#*/%
-%�6%�����������%�;��������,%�F������5���������
������������������������5����5�����������%�5:.
Q����������"<4/��""��"##%
/%��%�,%�.�����&��� ��������������������������%
A���������.�������;��%����#(((��#)4%
4%�;�%�@��������&%�U�����8%�;�����.������������
����������������������������I���������E���������
������������;������������:�����"��#((<��-*�-/%
<%�I%�I%�S���@%�F���R%��%�6����&����� ��������������
������������������������������������������ �
������ �� �����������������.�������,�������
�������� #("#�� )<"/�)<#"%
"(%�I%�E�������I%��%�;������U%��%�S�������.�������
����������������������� ���� ������������������
Fig. 6. Lepretre et al. mechanism of the Fe-Zn intermetallicphases formation [26].
Fig. 5. Cross section of a sample dipped for 600 s. On theleft, SEM image with EPMA scan for Zn, Fe and Al. On theright, EDX/SEM image with an Al, Fe and Zn map.
Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 47, 2, 2012
216
����������������������������� ���������������
�������� ��� ���������5������� ;������������ ""�
#((��� #/*(�#/�<%
""%�6%�+��� �����S%�.�����������I%�6�����:�����
��������&�������A������A�� ����������.����
����������������5������%�:�'���������6%E%��0E�%2�
�����Q�����;����5������;��� �'�A�����������
A��� ����%�&���.��������.�����V�.�������;��
�����0S���������A�2��"<<4��#4"�#<#%
"#%�.%�.�������%�8������8%�,�����8%�Q�������������
5�������������������������� ���������������+��
��������������*%<���(%"� ���� ���� ����;������V
5�������&����������� ��4��#((4��"�"(�"�"-%
")%�,%�8������������@%�;������������%�M�������A����
����5�����%����������������S�������+����&������
Q����::%�U������0�� ���2������#��"<<#��#*�))%
"*%@%�:����� ���I%�@� ��������;%�;��� ���������������
��� ��� ������������������������������������%
A�������������"*��:����������+��U�����������
������5����������.�����'������U������ ������
����������"<4���<7"%
"�%�;%�I%�.��� ������D������������������� ���������
����������������������������������������������
;���%�I%�.����%�����"<4-��##*%
"-%��%�5�����I%������%�����,%�;�����:�� ������
A������6� ���������+��U����������F���5� ��
;�������������A�����.�����*�(W5��.����%�&���%�
���� "<<#�� #)<)�#*((%
"/%�;%��������&���,�������Q������;�����:�������F���
�����������Q������%�.������%�����*��"<</��)*-�)�#%
"4%�A%��%�5�������5%��%�+��� ��I%��%�;������,%�U%
I������.������� ������� ��������������������
� ������������������������������������������
)���������G-��� �����.�������;�����������&����
�������� ��4��"<4-��4/"�4//%
"<%�+%�5%�;�����I%S%�+����5%8%�;�������;%5%�5������&��
����� �������� ������������������G�������������
�������������� ���%�;����������5�������&����
�����������"��#((#��/(�/�%
#(%��%S%�5�����,%.%�;�����I%&%��������6����������
��������������� ���*�(�5%�.��%�;��%�&������%���
"<<(�� ""/)%
#"%�A%�A����I%�5%�&�������I%�R%�U��������;� ������
���� ��������� ���������6������������ ���*�(�5%���.������������"<<#��""%
##%�?������������@�������������������������������
������������������������� ���� ���*�(������
5%���.�������7.�������,�������������������
&���������������-��"</)��*"<�*#/%X
#)%��%�,%�Q��������S%�5%�+�������������������� ��
������� ��� ������������������� ��������������
���������������������������������� ��� %�&���%
�;.��� ��"<-<��/#<%
#*%��%�,%�A%���� ����I%�:%�����������,������� ������� �
���������������� ������������������������������(
��"(�A�������� ������*�(�/((�5��.�%�&���%�
���"</"��#<()%
#�%�+%�R� ��������R%�+��� �����,������� �������
����������������������%�&���%�:;:I�����"</<��-*<%
#-%�.%�?���������I%�;%�@��������.������� ������������
���� �������������� ���������������� ��� ���������
��06�2���������������������%�.�������������"<4/�
-*<%
#/%��%�8���� ����I%�:��������@%�8��������E���������������
���������������� ������� �������������������
�� ��������6������� ����������������������
�������������&����:;:I�� ���"<4-��4(/%
#4%�.%��� �����U�������������������� ��������
��������������������.��%�;��%�6�� %�����"<<*�
�#/��*4%
#<%�R%�+��� �����;�������������������������������������
�������������������������FM�&E5+Y4<��&������&��
:�������;����:���������I������"<4<��)%
)(%�R%� F������ I%.%�.��������.%��� ����� I%
A���� ���,������� ������������� ��� ���6�������
���� '�������� ������� ���������������������
������%�:�'���������6%E%����%������� ��������������
�������� �'������������������ ������S��������
A�'�&.;��"<<4��<�%
)"%�R%����������%�.��������&����� ��������6�G��������
��6�G���������������������������������������.���
�����;�����������E������������ ���"<<4��)(��)"(%
)#%�&%�@����@%�8��� ���@%�@����������+%�;�����6��
�������������������������������� ���������6�
�� ���������� �����(%#� �����������������
�������������������.��%������#(((��##�/�##-#%