گالوانیزه

پوشش روی بر سطح فولاد در گالوانیزه گرم، به روش غوطه وری فولاد در مذاب روی، شبیه رنگ های آلی بصورت یک لایه نبوده تا با پیوند فیزیکی بر سطح فولاد باقی بماند بلکه بصورت ترکیبی از لایه های آلیاژی و بصورت ممزوج می باشد. این لایه های آلیاژی ترکیبی از آهن و روی بوده که هرچه از طرف فولاد پایه به سطح پوشش روی نزدیکتر شده مقدار آهن در پوشش کاهش یافته و مقدار روی افزایش می یابد به نحوی که در خارجی ترین سطح پوشش، فلز روی خالص قرار خواهد داشت.

تصویر میکروسکوپی ذیل ترتیب این لایه های آلیاژی را در سطح یک نمونه پوشش گالوانیزه گرم نشان می دهد:

تحقیقات نشان داده در اکثر اوقات لایه ها و فازهای فوق، در پوشش های گالوانیزه گرم در شرایط نرمال فرآیند پوشش دهی شکل می گیرد. ترکیب و سختی هر فاز در تصویر، براساس تحقیق انجام شده مشاهده می گردد.

چنانچه فولادی با سختی 159 ویکرز با ترکیب ساده کربنی در شرایط مساعد با سطحی آماده، عاری از هرگونه آلودگی و اکسید و با سرعت مناسب وارد وان مذاب گالوانیزه با دمای 460 درجه سانتیگراد گردد روی با سطح فولاد واکنش داده و اولین لایه آلیاژی که فاز گاما می باشد بر سطح فولاد شکل می گیرد. این فاز نسبت به فولاد پایه از سختی بسیار بالایی برخوردار می باشد چنانچه ضخامت این لایه زیاد گردد بواسطه سختی و عدم انعطاف پذیری مطلوب در خمکاری ها، کل پوشش دچار ترک خواهد گردید و چه بسا از سطح جداگردد. وجود برخی از عناصر در مذاب و کنترل برخی از پارامترهای فرآیندی، برای کنترل ضخامت لایه گاما ضروری می باشد.

با خروج ورق فولادی از وان مذاب و حین فرآیند انجماد پوشش، لایه های دیگری نیز شکل می گیرد که در تصویر فوق دیده می شود. فازهایی با آهن کمتر نسبت به فاز گاما نظیر فاز دلتا و فاز زتا.

ملاحظه می گردد سختی این فازها نیز بواسطه حضور آهن در لایه آلیاژی از سختی فولاد پایه بیشتر می باشد. به همین دلیل کنترل رشد این لایه های میانی یا فازهای اینترمتالیک در پوشش های گالوانیزه از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.

برای گالوانیزه مطلوب با قابلیت چسبندگی پوشش بالا و مقاوت به خوردگی بالاتر لازم است فازهای میانی بصورت فشرده بوده و فاز اتا که روی خالص می باشد بیشترین ضخامت را داشته باشد.

یکی از عوامل بسیار مهم در رشد لایه های آلیاژی فرآیند دیفوزیون بوده که خود تابع دما و زمان می باشد. حین دیفوزیون اتم های آهن از فلز پایه به سطح پوشش حرکت می نماید و منجر به رشد لایه های آلیاژی می گردد. لذا کنترل دمای فولاد پایه و دمای ذوب و همچنین سرعت فروبری و خروج فولاد در وان مذاب بسیار پراهمیت می باشد.

عوامل دیگری نیز وجود دارد که نقش بسیار تعیین کننده ای در شکل گیری لایه های آلیاژی پوشش گالوانیزه دارند که در بقیه مقالات به آن اشاره خواهد شد.