Journals →  Черные металлы →  2023 →  #10 →  Back

85 лет кафедре механики и машиностроения Сибирского государственного индустриального университета
ArticleName Сравнительный анализ структуры и электрохимических свойств цинковых покрытий для прогнозирования возникновения контактной коррозии на крепеже
DOI 10.17580/chm.2023.10.06
ArticleAuthor О. С. Бондарева, О. С. Добычина, М. О. Дмитриева, С. В. Коновалов
ArticleAuthorData

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва, Самара, Россия

О. С. Бондарева, доцент кафедры технологии металлов и авиационного материаловедения (ТМиАМ), канд. техн. наук, эл. почта: osbond@yandex.ru
О. С. Добычина, аспирант кафедры ТМиАМ, эл. почта: o.dobychina@zvpm.ru
М. О. Дмитриева, аспирант кафедры ТМиАМ, эл. почта: mdmitr1ewa@yandex.ru

 

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва, Самара, Россия; Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, Россия2
С. В. Коновалов, профессор кафедры ТМиАМ1, проректор по научной и инновационной деятельности, заведующий кафедрой механики и машиностроения2, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: konovalov@sibsiu.ru

Abstract

Исследованы элементный состав и структура цинковых покрытий, полученных гальваническим цинкованием, горячим цинкованием в расплаве цинка при температурах 450 и 590 °C и в расплаве Гальфан (Zn + 5 % Al), термодиффузионным цинкованием в порошковой смеси, газотермическим напылением порошка цинка, а также цинк-ламельного покрытия и покрытия ZINKER на полимерном связующем. Металлографические исследования показали, что поверхность и структура цинковых покрытий различается в зависимости от способа нанесения покрытия. Методом энергодисперсионного рентгеноспектрального микроанализа установлено, что содержание цинка на поверхности покрытий различается. Поверхность покрытия, полученного горячим цинкованием при температуре 450 °C, представлена практически чистым цинком, а на поверхности высокотемпературного (590 °C) горячецинкового покрытия и термодиффузионного цинкового покрытия находятся железо-цинковые фазы с разным соотношением железа и цинка. Остальные покрытия имеют на поверхности примесные элементы, что связано с условиями их получения. Для прогнозирования электрохимических свойств покрытий измерены их стандартные электродные потенциалы. Построен ряд химических напряжений для различных цинковых покрытий. Установлено, что при контакте цинковых покрытий между собой в присутствии электролита могут реализоваться следующие варианты электрохимического взаимодействия. Покрытия цинк-ламельное, ZINKER и Гальфан окисляются в гальванической паре с горячеоцинкованными при температуре 450 °C изделиями, осуществляя катодную защиту. Термодиффузионное цинковое покрытие не образует гальванической пары с горячецинковым покрытием. Гальваническое, газотермическое и высокотемпературное горячецинковое покрытия восстанавливаются в паре с горячецинковым покрытием. Полученные данные необходимо учитывать при использовании изделий с различными цинковыми покрытиями в узлах соединений деталей.

keywords Горячее цинкование, Гальфан, цинк-ламельное покрытие, термодиффузионное покрытие, гальваническое покрытие, газотермическое напыление, контактная коррозия, стандартный электродный потенциал
References

1. Полькин В. И. Цинк для защиты от коррозии // Фундаменты. 2021. № 1 (3). С. 68–71.
2. Chung P. P., Wang J., Durandet Y. Deposition processes and properties of coatings on steel fasteners – A review // Friction. 2019. Vol. 7. P. 389–416. DOI: 10.1007/s40544-019-0304-4
3. Amit Khare, Sandeep Kumar Dwivedi, Manish Vishwakarma, Siraj Ahmed. Experimental investigation of hydrogen embrittlement during coating process and effect on mechanical properties of high strength steel used for fasteners // Materials Today: Proceedings. 2018. Vol. 5, Iss. 9. Part 3. P. 18707–18715. DOI: 10.1016/j.matpr.2018.06.217
4. Бондарева О. С., Федорова А. В. Исследование влияния технологических параметров горячего цинкования на микроструктуру и толщину покрытия на крепежных изделиях // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17. № 6-2. С. 388–391.
5. Добычина О. С., Бондарева О. С. Горячеоцинкованный крепеж под микроскопом // Крепеж, клеи, инструмент и … 2021. № 4. С. 32, 33.
6. Mesbahzadeh A., Abdolmaleki H., Seyedraoufi Z. S. Interfacial investigation of St13/Molten Zn–5% Al and corrosion behavior of formed layer via hot-dip process // Surf. Engin. Appl. Electrochem. 2021. Vol. 57. P. 124–135. DOI: 10.3103/S1068375521010087
7. Kania H., Sipa J. Microstructure characterization and corrosion resistance of zinc coating obtained on high-strength grade 10.9 bolts using a new thermal diffusion process // Materials. 2019. Vol. 12, Iss. 9. 1400. DOI: 10.3390/ma12091400
8. Сотсков Н. И. Термодиффузионное цинкование — эффективный метод антикоррозионной защиты высокопрочного крепежа. Методы контроля // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 9. С. 1066–1076. DOI: 10.32339/0135-5910-2019-9-1066-1076
9. Xiqiang Zhong, Ruijie Liang, Guanghua Liu, Wei Pan. Zinc coating on steel by atmosphere plasma spray and their anti-corrosion behavior // Materials Letters. 2022. Vol. 314. 131825. DOI: 10.1016/j.matlet.2022.131825
10. Галкин Р. В., Чумаков В. И., Наумов В. И. Термоотверждаемое цинк-ламельное покрытие на основе эпоксидной смолы // Гальванотехника и обработка поверхности. 2018. Т. 26. № 3. С. 10–17. DOI: 10.47188/0869-5326_2018_26_3_10
11. Chuntao Li, Junfeng Wei, Mincong Chen, Xiaoxiao Guan et al. Ultralowtemperature fabrication of chromium-free zinc-aluminum coatings based on polysilazane // Materials Chemistry and Physics. 2022. Vol. 278. 125608. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.125608
12. Бочаров В. А. Защита металлоконструкций от коррозии методом цинкирования // Гидротехника. 2022. № 1 (66). С. 74, 75. DOI: 10.55326/22278400_2022_1_66_74
13. ГОСТ 9.005–72. Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, металлические и неметаллические неорганические покрытия. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами. — Введ. 01.07.1973.
14. Пустов Ю. А., Калита В. И., Турсунбаева А. А. Структурное состояние и коррозионная стойкость плазменного покрытия из никелевого сплава // Перспективные материалы. 2018. № 7. С. 57–66. DOI: 10.30791/1028-978X-2018-7-57-66
15. Киселев В. Г., Медяный С. А. Основные закономерности влияния скачка потенциала между двумя металлами на их контактную коррозию // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2013. № 9-10. С. 89–96.
16. Сотсков Н. И., Меньщикова О. А. Прогнозирование срока службы оцинкованных крепежных изделий в водопроводных колодцах // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 10. С. 31–38. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.10.31-38

Language of full-text russian
Full content Buy
Back