Sıcak daldırmayla galvenizlemede çelik yüzey özelliklerinin kaplama davranışına etkisi
The Effect of steel surface characteristics on coating behaviour in hot dip galvanizing
Yazar: OKTAY ELKOCA
Danışman: PROF.DR. C. SERDAR KÜÇÜKKARAGÖZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1998
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Galvanizleme = Galvanization ; Kaplama = Coating ; Silisyum = Silicon ; Yüzey kaplama yöntemleri = Surface coating methods ; Çelik-metal = Steel-metal

Özet:
ÖZET Çelik ürünlerin atmosferik korozyondan korunmasında sıcak daldırmayla galvanizleme önemli bir yer tutmaktadır. Galvanizleme işlemi sonrasında oluşan kaplamanın fiziksel ve mekanik özelliklerini kaplama içerisinde gelişen Fe-Zn ara alaşım tabakaları belirlemektedir. Bu tabakaların şekli ve kalınlığı ise özellikle çinko banyosunda demir ve çinko arasındaki reaksiyonların gelişimiyle kontrol edilmektedir. Banyodaki reaksiyonların gelişimi, kaplanacak çeliğin kimyasal bileşimi, şekli ve yüzey özellikleri, çinko banyosunun kimyasal bileşimi ve sıcaklığı ve daldırma süresi gibi bir çok parametreden etkilenmektedir. Bu çalışmada, kimyasal ve mekanik yöntemlerle bilinçli olarak oluşturulan yüzey özelliklerinin galvanizlemeye etkilerini incelemek amacıyla kaplama özelliklerinde büyük farklılıklara yolaçan belirli silisyum içeriklerine sahip örnekler kullanılmış ve her bir bileşimdeki numunede oluşturulan yüzey özelliklerinin kaplama davranışına etkisi araştırılmıştır. Çelik yüzey özelliklerini değiştirmek için seçilen yöntemler asitleme, zımparalama ve parlatmadır. Uygulanan yüzey işlemleri sonucu numune yüzeyleri farklı yüzey geometrilerine ve deformasyon enerjilerine sahip olmuştur. Optik mikroskoba dayalı olarak yapılan kesit incelemeleri sonrasında asitlenmiş, zımparalanmış ve parlatılmış numunelerde farklı kaplama karakteristikleri gözlenmiştir. Ayrıca, galvanizleme sonrasında mikroskop altında ölçülen ara alaşım tabakası kalınlıklarının galvanizleme işlemi süresince değişimi belirlenmiştir. Normalde reaktif bir tutumun gözlenmediği % 0.010 Si gibi son derece düşük silisyum içerikli çeliklerde dahi yüzeyin parlatılması reaksiyon hızını arttırmıştır. Zımparalama işlemi tüm numunelerde de en ince kaplama kalınlığını vermiştir. Asitlenmiş numuler ise klasik Sandelin eğrisindekine benzer kaplamalar ortaya çıkarmıştır. Farklı yüzey pürüzlülüklerine ve deformasyon enerjilerine sahip yüzeyler karşılaştırıldığında, ortaya çıkan kaplama karakteristiklerini belirleyen temel etkenin oluşturulan yüzey geometrisi olduğu görülmüştür. Sandelin bölgesindeki çeliklerde ise oluşturulan keskin yüzey pürüzlülüğünün bu bölgedeki silisyum içeriği nedeniyle Ç ara alaşım tabakasında ortaya çıkan aşın büyümeyi engellediği belirlenmiştir.

Abstract:
ABSTRACT Hot dip galvanizing takes an important place on the protection of steel products against atmospheric corrosion. The thickness and appearance of the coating achieved after galvanizing process are controlled through the progress of the reactions between Fe and Zn in zinc. Especially the development of the reactions depends on the composition, shape and surface characteristics of the steel substrate, the composition and temperature of the zinc bath and immersion time. In this study, the effect of the surface characteristics purposely produced by chemical and mechanical methods on the galvanizing behaviour has been examined. For these purposes, the samples with predetermined silicon contents that cause significant changes in coating characteristics have been used. The methods to change the surface characteristics are pickling, grinding and polishing. In the examinations performed under optical microscope, different coating characteristics have been observed for pickled, ground and polished samples. Additionally, the change of the thickness of the alloy layers against immersion time has been defined by measuring the their thickness under optical microscope. After experiments, it has been determined that the polished surfaces of the steel samples containing low silicon such as 0.010% increase reaction rate. Ground samples give the thinnest coatings among the others. Pickled samples lead to the coatings as in the Sandelin curve. As a result, it is determined that surface geometry is the main factor which results in various coating characteristics between the surfaces having the different surface roughness and deformation energy. In the Sandelin steels, the surfaces having sharp edges prevented the over formation of Ç alloy layer formed due to silicon content. VI