Made available in DSpace on 2016-04-18T21:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 4 Danieli Cristina Pedroso1.pdf: 893786 bytes, checksum: 0b49df9c67021da69e5f47f5170c5703 (MD5) Danieli Cristina Pedroso2.pdf: 3031650 bytes, checksum: bbf4b2dc04de906b1c5596adb5c76bb8 (MD5) Danieli Cristina Pedroso3.pdf: 2597659 bytes, checksum: 1a3e7d52a670d6eb3f003b1583e76702 (MD5) Danieli Cristina Pedroso4.pdf: 198943 bytes, checksum: 16b69ef67e7c298a9fc35b695825e236 (MD5) Previous issue date: 2009-08-17 / In this work the causes of rejection of lots of artifacts from the company Produto para Linhas Preformados, PLP, were analyzed which are made of steel SAE 1010 and SAE 1020 and zinc coated by hot-dip galvanizing. Lots of samples from different manufacturers were selected, with different chemical composition and geometry, but belonging to rejected lots and approved lots in accordance with usual market standards. The rejections are due to problems related to the adhesion of the layer of zinc. The samples were submitted to optical microscopy test, scanning electron microscopy and X-ray diffractions for comparative checking of between the structures of zinc formed layers by hot -dip galvanizing. To verify the corrosion in coating failure, corrosion tests were performed in three different environments: urban environment considered to be low-polluted; environment simulating sea water, salt spray. There is no failure evidence between the zinc coating and the substrate structure; irregular coatings and not very well defined phases were found in the rejected parts. In regions with failures, the results show a behavior similar to the literature with the rapid formation of rust at the beginning of the exposure followed by a show oxidation. / Neste trabalho foram analisadas as causas da rejeição de lotes de artefatos da empresa Produto para Linhas Preformados, PLP, fabricados com aços SAE 1010 e SAE 1020 e zincados por imersão a quente. Foram selecionadas amostras de lotes de fabricantes diferentes, com composição química e geometrias distintas, pertencentes a lotes rejeitados e a lotes aprovados de acordo com normas usuais de mercado. As rejeições se devem a problemas relacionados a aderência da camada de zinco. As amostras foram submetidas a exames por microscopia óptica, microscopia de varredura e análises por difração de raio-X para verificação comparativa entre as estruturas das camadas de zinco formadas no processo zincagem por imersão a quente. Para verificar a corrosão nas falhas de revestimento de zinco, foram realizados ensaios de corrosão em três ambientes diferentes: ambiente considerado urbano de baixa poluição; ambiente simulando água do mar; câmara de névoa salina. Não há indício de relação entre a falha nos revestimentos de zinco e a estrutura do substrato; revestimentos irregulares e com fases não muito bem definidas foram encontrados nas peças rejeitadas. Nas regiões com falha, os resultados evidenciam um comportamento semelhante ao da literatura, com formação rápida de ferrugem no início da exposição das peças seguida por uma oxidação lenta.

A indústria automobilística, ao visar o aumento da garantia à corrosão, emprega na construção das carrocerias aços IF (intersticial free) galvanizados, já que estes atendem aos critérios de qualidade superficial, conformabilidade, soldabilidade, entre outras características requeridas. Dentro deste contexto, a resistência à corrosão de um aço livre de intersticiais (IF) com revestimento galvanizado comum (GI) e diferentes gramaturas (85 g/m2 (Z85), 100 g/m2 (Z100), 120 g/m2 (Z120), 144 g/m2 (Z144) e 180 g/m2 (Z180), fosfatizadas e com cataforese, foram avaliadas neste estudo por intermédio do ensaio de corrosão cíclica acelerado. O resultado deste ensaio mostrou que mesmo com a variação da gramatura do revestimento (GI) a resistência à corrosão foi praticamente a mesma, levando-se a hipótese que a camada intermetálica que está presente em todas as amostras independente da gramatura, pode possui uma grande influência na resistência à corrosão. Assim ensaios suplementares foram feitos para compreender o efeito da camada de zinco e a camada intermetálica na resistência à corrosão. A caracterização das camadas formadas durante o processo de galvanização GI foi realizado na amostra com gramatura de 100 g/m2 (Z100). Tal amostra foi escolhida por ser a mais empregada pela indústria automobilística e a mesma não sofreu nenhum pré tratamento já que o objetivo foi analisar apenas as camadas do galvanizado comum GI. Os ensaios realizados foram de microestrutura (XRD, MEV e EDS) e ensaio eletroquímico (dissolução eletroquímica e polarização potenciodinâmica). Concluiu-se que a camada intermetálica é formada pelas fases Fe2Al5 e FeAl3, com predominância da fase Fe2Al5. O ensaio de dissolução eletroquímica demonstrou que a resistência o corrosão da camada intermetálica é no mínimo 7 vezes maior que a do zinco, além deste resultado o ensaio de polarização potenciodinâmica apresentou que a camada intermetálica passiva, retardando a velocidade de oxidação, ou seja, aumenta a resistência à corrosão do galvanizado comum GI. / The automobile industry, when seeking to increase warranty against corrosions, employs galvanized IF (intersticial free) steels to the body shell, since these meet the superficial, compliance, weldability and other quality criteria. In this context, the corrosion resistance of an IF steel with galvanic coating (GI) and different weights (85 g/m2 (Z85), 100 g/m2 (Z100), 120 g/m2 (Z120), 144 g/m2 (Z144) and 180 g/m2 (Z180), phosphated and with cataphoresis, were evaluated through an accelerated cyclical corrosion experiment. The result of this experiment showed that even with the variation of the galvanic coating (GI) the result of the corrosion resistance was the same, leading to the hypothesis that the intermetallic layer which is present in all samples, regardless of the weight, must influence corrosion resistance. Thus, supplementary experiments were done to comprehend the effect of the zinc layer and the intermetallic layer in corrosion resistance. The characterization of the layers formed in the GI galvanizing process was done in the Z100 (100g/m²) sample. This sample was chosen because it is the most used in the automobile industry and it did not suffer any previous treatment since the objective was to analyze only the layers of galvanized GI. The experiments done were in the microstructure (XRD, MEV and EDS) and electrochemical experiment (potenciodinamic polarization). We concluded that the intermetallic layer is formed by phases Fe2Al5 and FeAl3, with predominance of phase Fe2Al5. It was verified through the electrochemical dissolution experiment that the intermetallic corrosion resistance is at minimum 7 times greater than of the zinc, further on this result, the potentiodynamic polarization experiment shows that the passive intermetallic layer slows the oxidation velocity, which means, the galvanic coating (GI) corrosion resistance is increased.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 elementos pre-textuaus.pdf: 86552 bytes, checksum: b4f9afc7367b0456da6227d06b49d099 (MD5) Previous issue date: 2007-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Blackeart malleable iron samples were galvanized using twenty different zinc bath compositions. Each bath was made with different concentration and combinations of bismuth, nickel, tin and aluminium. These additions aim not only to substitute lead, a hazardous element to the environment, but also to reduce coating thickness, usually higher than established by standards due to the great reactivity between cast iron and zinc bath. Additional studies were made to check the corrosion resistance and to check the maintenance or intensity of the coating s brightness. When using just bismuth and nickel additions to the zinc bath, it wasn t observed a considerable coating thickness reduction, but bismuth influenced bath fluidity, favoring better zinc draining and formation of more compacted and defined zinc-iron compounds. It was observed that bismuth decreased the coating s corrosion resistance, while nickel can increase the corrosion resistance when the bath has small bismuth concentrations. Tin addictions reduced the coating thickness when used together with bismuth and nickel addictions. However, tin did not only reduce the corrosion resistance, but also decreased the coating s brightness. Highest aluminium concentrations reduced the coating s thickness considerably when compared to the coating s thickness of the samples galvanized in the other baths. Aluminium also increased corrosion resistance when compared to the coatings of the samples galvanized in baths containing bismuth, nickel and tin. However excessive coating thickness reduction, caused by highest aluminium addictions to the bath, reduced corrosion resistance. Highest aluminium addictions were totally favorable to the coating s brightness. The combination of bismuth, nickel, tin and aluminium were effective on coating thickness reduction and some of these combinations also provided greater rust resistance and shinier coatings. Hence, the chemical elements added weren t detrimental to the environment and they are good alternatives to substitute lead in the hot-dip galvanizing process. / Amostras de ferro fundido maleável preto foram galvanizadas em vinte diferentes banhos de zinco, cada qual composto por concentrações e combinações variadas de bismuto, níquel, estanho e alumínio. Além de substituir o chumbo, um elemento tóxico e nocivo ao meio ambiente, objetiva-se com estas adições a redução da espessura do revestimento galvanizado, normalmente em excesso ao estabelecido em norma devido à grande reatividade dos ferros fundidos com o banho de zinco. Estudos adicionais foram realizados para a verificação da resistência à corrosão e para a verificação da manutenção ou intensificação do brilho dos revestimentos. Utilizando adições somente de bismuto e níquel ao banho de zinco não foi observada uma redução considerável da espessura do revestimento, mas o bismuto influenciou na fluidez do banho favorecendo o melhor escorrimento do zinco e a formação de fases zinco-ferro mais compactas e definidas. Observou-se que o bismuto diminuiu a resistência à corrosão dos revestimentos, mas o níquel pode aumentar a resistência à corrosão quando se têm adições menores de bismuto ao banho. Adições de estanho reduziram a espessura de camada quando utilizadas em conjunto com adições de bismuto e níquel, mas o estanho foi prejudicial à resistência à corrosão além de diminuir o brilho dos revestimentos. O alumínio em concentrações mais elevadas tornou as espessuras dos revestimentos consideravelmente menores quando comparadas às espessuras dos revestimentos galvanizados nos outros banhos estudados. O alumínio ainda aumentou a resistência à corrosão dos revestimentos em relação aos revestimentos galvanizados nos banhos contendo bismuto, níquel e estanho. Contudo a redução excessiva da espessura da camada, proporcionada por adições maiores de alumínio, fez com que a resistência à corrosão diminuísse novamente. Adições de maiores teores de alumínio foram totalmente favoráveis ao aumento do brilho dos revestimentos. A combinação de elementos químicos como o bismuto, níquel, estanho e alumínio mostrou-se efetiva na redução da espessura de camada, sendo que algumas destas combinações também proporcionaram maiores valores de resistência à corrosão e revestimentos com brilhos mais intensos. Além disso, os elementos químicos adicionados não são nocivos ao meio ambiente, sendo boas alternativas para substituir o chumbo na galvanização por imersão a quente. Palavras-chave: galvanização por imersão a quente, espessura de camada, resistência à corrosão, compostos intermetálicos zinco-ferro.