Zn-Al-Mg alaşım ile çelik tellerin kaplanması ve kaplama karakterizasyonunun incelenmesi

Yıl 2023, , 2409 - 2420, 12.04.2023

Teslime Ayman , Ayhan Orhan

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1100351

Öz

Gelişen teknolojik dünyada korozyona karşı koruma için kullanılan standart galvaniz ve galfan kaplamalar yerini daha yüksek korozyon direncine sahip kaplamalara bırakacaktır. Dünyada bu bağlamda; farklı element ilaveleri ile oluşturulan sıcak daldırma galvaniz alaşım banyoları ile özellikle çelik sac için çalışmalar yapılmış ve ticari boyuta kazandırılmıştır. Bu çalışmada; ağır çevresel koşullarda dahi yüksek korozyon direnci gösterecek Zn-Al-Mg alaşımlarının geliştirilmesi ve soğuk çekilmiş çelik tel yüzeylerine sorunsuz bir şekilde kaplanarak çelik tellerin sınırlı korozyon ömürlerinin uzatılması için araştırma ve deneme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kaplama kalitesinin belirlenmesi için Zn, Zn-Al ve Zn-Al-Mg alaşım kaplamalı numuneler için mikro yapı analizi, tuz sisi testi ve potentiostat analizi gerçekleştirilmiş olup, plastik şekil vermeye uygunluk için sarma testi yapılmıştır ve sonuçlar birbiri ile kıyaslanmıştır. Mg elementinin %1 oranında eklenmesi korozyon direncini önemli derecede arttırmaktadır. ASTM B 117 standartı çerçevesinde en yüksek korozyon direnci Zn-%5Al-%1Mg alaşım kaplamada +3000 saat olarak elde edilmiştir. Potentiostat testi sonrası %100 Zn içeren kaplama numunesinin açık devre potansiyel değerinin diğer numunelere göre en yüksek korozyon hızına sahip olduğu; elde edilen korozyon hızı değerleri karşılaştırıldığında en düşük korozyon hızının (en yüksek korozyon direnci değerinin) Zn-%5Al-%1Mg içeren kaplama numunesine ait olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

korozyon, çelik tel, Zn-Al-Mg kaplama, galvaniz

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

3160655

Teşekkür

Bu çalışmamı destekleyen Güney Çelik Hasır ve Demir Mam. San. Tic. A. Ş.’ye, TÜBİTAK’a ve Fırat Üniversitesi’ne teşekkür ederim.

Kaynakça

• 1. Korozyon Derneği. http://www.korozyondernegi.org.tr. Yayın tarihi 2009. Erişim tarihi Mart 10,2016.
• 2. Bilgili E. Z., Salamcı E., Asan A., Ünal R., Valov R., Elmas nano parçacık takviyeli krom kaplanmış gözenekli toz metal parçaların korozyon ,davranışlarının araştırılması, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31:3 , 579-587, 2016.
• 3. Yaluk D., Çelik sistemlerin yüzey özelliklerinin sıcak daldırma galvaniz kaplamalara etkisi, Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 2009.
• 4. Marder A.R., The metallurgy of zinc-coated steel, Progress in Materials Science, 45(3), 191-271, 2000.
• 5. Xie Y. Du A., Zhao X., Ma R., Fan Y., Cao X., Effect of Mg on Fe–Al interface structure of hot–dip galvanized Zn–Al–Mg alloy coatings, 337, 313-320, 2018.
• 6. Sugimaru S., Nishikawa Y., Tanaka S. Nishida S., Yoshimura K., Yoshimura Yoshie A., Development of Zn-11%Al-2%Mg coated steel wire with excellent corrosion resistance and formability, Wire Journal International, 60-64, 2004.
• 7. Sugimaru S., Tanaka S., Hıkıta N., Ohba H., Yoshıe A., Nıshıda S., Zinc alloy coated steel wire with high corrosion resistance, Nippon Steel Technical Report, 96,2007.
• 8. Šalgó K., Kusý M., Structure analysıs of zn-al-mg coatıng on steel wıre, Slovak Unıversıty of Technology ın Bratıslava, 21, 2013.
• 9. Shımoda N., Ueda K., Kubo Y., Corrosion resistance of several Zn-Al-Mg alloy coated steels, Nıppon Steel & Sumıtomo Metal Technıcal Report, 108, 2015.
• 10. Tanaka J., Hayashi S., Narita T., Ono K., Ohsasa K., Effect of Mg and Si on the Microstructure and Corrosion Behavior of Zn-Al Hot Dip Coatings on Low Carbon Steel, ISIJ International, 42(1), 80-85, 2002.
• 11. Morimoto Y., Honda K., Nishimura K., et al. Excellent corrosion-resistant Zn-Al-Mg-Si alloy hot-dip galvanized steel sheet “Super Dyma”, Nippon Steel Technical Report, 87(1): 24-26, 2003.
• 12. Schuerz S., Fleischanderl M., Luckeneder G.H., Preis K., Haunschmied T., Mori G., Kneissl A.C., Corrosion behaviour of Zn–Al–Mg coated steel sheet in sodium chloride-containing environment, 51(10), 2355-2363, 2009.
• 13. Yao C., Lv H., Zhu T., Zheng W., Yuan X., Gao W., Effect of Mg content on microstructure and corrosion behavior of hot dipped Zn-Al-Mg coatings, Journal of Alloys and Compounds, 670(2016), 239-248, 2016.
• 14. TS EN 10204, Metalik mamuller - Muayene dokümanlarının tipleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2007.
• 15. BS EN 10244-1, Steel wire and wire products — Nonferrous metallic coatings on steel wire, British Standard, 2009.
• 16. ASTM B117, Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus, American Society for Testing and Materials, 2011.
• 17. Mouanga M., Berçot P., Rauch J.Y., Comparison of corrosion behaviour of zinc in NaCl and in NaOH solutions. Part I: Corrosion layer characterization, Corrosion Science, 52(12), 3984-3992, 2010.
• 18. Wang C., Yang H.T., Li X., Zheng Y.F., In vitro evaluation of the feasibility of commercial Zn alloys as biodegradable metals, Journal of Materials Science & Technology, 32(9), 909-918, 2016.
• 19. Tsujimura T., Komatsu A., Andoh A., Influence of Mg content in coating layer and coating structure on corrosion resistanceof hot-dip Zn-AI-Mg alloy coated steel sheet, Galvatech’01, Brussels, Belgium, 145-152, 2001.
• 20. Tanaka S., Honda K., Takahashi A., Morimoto Y., Kurosaki M., Shindou H., Nishimura K., Sugiyama M., The performance of a Zn-AI-Mg-Si hot-dip galvanized steel sheet , Galvatech'01, Brussels, Belgium, 153-160, 2001.