Spørgsmål: Påvirker sejheden af galvaniserede spoler zinkbelægningen?
A: Ja, det gør det. Sejheden af galvaniserede spoler-det vil sige materialets evne til at absorbere plastisk deformationsenergi før brud-er ikke udelukkende bestemt af stålunderlaget. Tilstedeværelsen af zinkbelægningen ændrer den overordnede sejhed af den galvaniserede spole på flere måder. Undersøgelser har vist, at sammenlignet med det samme substrat udviser varmgalvaniserede stålplader nedsat trækstyrke og plastisk deformationskapacitet. Faldet i plasticitet stammer primært fra mikrorevner dannet på substratoverfladen under varmgalvanisering, mens faldet i styrke skyldes den lavere styrke af overfladens zinkbelægning sammenlignet med stålsubstratet. Desuden har forskellige belægningstyper (ren zinkbelægning, zink-jernlegeringsbelægning) væsentligt forskellige virkninger på sejheden. Ved vurdering af sejheden af galvaniserede spoler skal zinkbelægningen derfor betragtes som en uafhængig faktor og kan ikke blot sidestilles med underlagets sejhedsindeks.
2. Hvad er effekten af intermetalliske forbindelser i zink-jernlegeringsbelægninger på sejheden?
A: Zink-jernlegeringsbelægninger består af flere tynde lag af jern-zink intermetalliske forbindelser, inklusive Γ-fasen, Γ1-fasen, δ-fasen og ζ-fasen. Disse forbindelser er for det meste hårde og skøre og er hovedårsagen til faldet i sejhed af galvaniserede spoler. Blandt dem er den inderste Γ-fase, tættest på substratet, en skør fase og har den største indvirkning på belægningens vedhæftning; jo tykkere Γ-fasen er, jo lettere er det at pulverisere og pille af. Den tilstødende Γ1-fase, selvom den kan hæmme den laterale udbredelse af revner, er i sig selv noget skør. Gitteret-lignende δ-fasen i midten har god plasticitet og er et af de få sejhedsbidragende-lag i belægningen. Den ydre ζ-fase er tilbøjelig til at revne under deformation og forplanter sig langs fasegrænserne. De store forskelle i plasticitet mellem faserne i legeringsbelægningen forårsager interne spændinger i belægningen og ved belægningen/stålsubstratets grænseflade på grund af forskellige grader af deformation under stempling, hvilket fører til for tidlig revnedannelse af belægningen og væsentligt reducerer sejheden af den galvaniserede spole under bøjning, dybtrækning og anden bearbejdning.
3. Hvordan påvirker mikrorevner dannet under galvaniseringsprocessen sejheden?
A: Selve varmgalvaniseringsprocessen introducerer mikrorevner i zinklaget og substratoverfladen. Disse revner bliver spændingskoncentrationspunkter, som direkte og negativt påvirker sejheden. Forskning afslører en fler-vej for revneinitiering og -udbredelse: For det første dannes mikrorevner på grund af resterende spænding i σ-FeZn10-laget med høj-temperatur; når de udsættes for ydre trækspændinger, forplanter revnerne sig opad langs korngrænserne i dette lag; efterfølgende overføres revnerne til ζ-FeZn13-laget og fortsætter med at udbrede sig langs FeZn13-Zn-fasegrænsefladen; til sidst forplanter de sig igen langs korngrænser i overfladen η-Zn-laget, indtil belægningen knækker fuldstændigt. Denne flertrins sprækkeudbredelsestilstand fra den indre skøre fase til ydersiden betyder, at selv før den samlede spænding når substratets udbyttestyrke, er belægningsrevner allerede dannet og forplantet. For galvaniserede spoler, der kræver gentagen bøjning eller dybtrækning, vil disse mikrorevner accelerere udbredelsen under store deformationer og endda strække sig ind i underlaget, hvilket alvorligt svækker materialets sejhedsreserver under service.
4. Forårsager zinkbelægningen brintskørhed i galvaniserede spoler?
A: Ja. Brintskørhed er en anden vigtig mekanisme, hvorved sejheden af galvaniserede spoler påvirkes af zinkbelægningen, især i marine atmosfærer eller fugtige miljøer. Hvis zinkbelægningen beskadiges under service, giver den katodisk beskyttelse til stålunderlaget. Et alt for negativt beskyttelsespotentiale kan dog føre til brintudvikling på ståloverfladen. Hydrogenatomer trænger ind i matrixgitteret, hvilket forårsager et kraftigt fald i materialets sejhed. Undersøgelser viser, at brintgennemtrængning i havvand signifikant reducerer forlængelsen efter brud og energitætheden af varmgalvaniseret stål, hvilket ændrer dets brudtilstand fra duktilt brud til kvasi-spaltningsskørt brud. Efterhånden som brugstiden øges, øges brintindholdet i materialet kontinuerligt, og brintskørhedsfølsomheden øges også. Dette er grunden til, at høj-fjederskiver, fastgørelsesanordninger osv. normalt kræver speciel brintfjernende varmebehandling efter galvanisering (typisk holdt ved 190~230 grader i 6~8 timer) for at reducere risikoen for sprøde brud.
5. Hvad er de vigtigste faktorer, der påvirker sejheden af galvaniserede spoler? Hvordan kan de undgås?
A: Faktorerne, der påvirker sejheden af galvaniserede spoler, kan hovedsageligt kategoriseres som følger: For det første, belægningstykkelse og type-jo tykkere zinklaget er, jo større er risikoen for revneinitiering og -udbredelse; legerede belægninger, på grund af tilstedeværelsen af hårde og sprøde intermetalliske forbindelser, har generelt lavere sejhed end rene zinkbelægninger. For det andet påvirker substratsammensætningen-indholdet og forholdet mellem elementer såsom silicium og mangan i substratet den selektive oxidationsadfærd under udglødning. Når der dannes en skør ζ-fase ved grænsefladen, er grænsefladen tilbøjelig til at revne under trækprøvning, og revnerne forplanter sig ind i substratet, hvilket fører til et fald i sejhed. For det tredje påvirker produktionsproces-varmgalvaniseringstemperatur, nedsænkningstid og legeringsprocesser alle tykkelsen og fordelingen af hver fase i belægningen og ændrer derved sejhedsydelsen. For at undgå forringelse af sejheden anbefales følgende foranstaltninger: Vælg passende belægningstyper i henhold til forarbejdningskravene (prioriter rene zinkbelægninger frem for legerede belægninger til dyb-trækkende dele); streng kontrol med zinklagets tykkelse for at undgå at overskride designspecifikationerne; optimere substratsammensætningen for at undertrykke dannelsen af ugunstige grænsefladeskøre faser; og for galvaniserede dele med høj-styrke, tilføje en brintfjernende varmebehandlingsproces for at forhindre brint{10}}induceret skørhed.