س: هل تؤثر صلابة الملفات المجلفنة على طلاء الزنك؟
ج: نعم، إنه كذلك. إن صلابة الملفات المجلفنة-أي قدرة المادة على امتصاص طاقة التشوه البلاستيكي قبل الكسر-لا يتم تحديدها فقط من خلال الركيزة الفولاذية. يؤدي وجود طلاء الزنك إلى تغيير المتانة الكلية للملف المجلفن بعدة طرق. أظهرت الدراسات أنه بالمقارنة مع نفس الركيزة، فإن صفائح الفولاذ المجلفنة بالغمس الساخن-تظهر انخفاضًا في قوة الشد وقدرة التشوه البلاستيكي. ينبع الانخفاض في اللدونة في المقام الأول من الشقوق الصغيرة التي تتشكل على سطح الركيزة أثناء الجلفنة بالغمس الساخن، بينما يرجع الانخفاض في القوة إلى انخفاض قوة طلاء الزنك السطحي مقارنة بالركيزة الفولاذية. علاوة على ذلك، فإن أنواع الطلاء المختلفة (طلاء الزنك النقي، وطلاء سبائك الحديد-الزنك) لها تأثيرات مختلفة بشكل كبير على المتانة. لذلك، عند تقييم صلابة الملفات المجلفنة، يجب اعتبار طلاء الزنك عاملاً مستقلاً ولا يمكن معادلته ببساطة بمؤشر صلابة الركيزة.
2. ما هو تأثير المركبات المعدنية الموجودة في طلاءات سبائك الحديد الزنك- على المتانة؟
ج: تتكون طبقات طلاء سبائك الحديد الزنك- من طبقات رقيقة متعددة من الحديد-مركبات الزنك البينية المعدنية، بما في ذلك المرحلة Γ، والمرحلة Γ1، والمرحلة δ، والمرحلة ζ. هذه المركبات في الغالب صلبة وهشة، وهي السبب الرئيسي لانخفاض صلابة الملفات المجلفنة. من بينها، المرحلة الأعمق، الأقرب إلى الركيزة، هي مرحلة هشة ولها أكبر تأثير على التصاق الطلاء؛ كلما كانت المرحلة Γ أكثر سمكًا، كان من الأسهل سحقها وتقشيرها. المرحلة Γ1 المجاورة، على الرغم من أنها يمكن أن تمنع الانتشار الجانبي للشقوق، إلا أنها في حد ذاتها هشة إلى حد ما. تتمتع الشبكة - مثل الطور δ في المنتصف بمرونة جيدة وهي واحدة من الطبقات القليلة التي تساهم في المتانة - في الطلاء. تكون المرحلة الخارجية ζ عرضة للتشقق أثناء التشوه وتنتشر على طول حدود الطور. تؤدي الاختلافات الكبيرة في اللدونة بين مراحل طلاء السبائك إلى ضغوط داخلية داخل الطلاء وعلى واجهة الطلاء/الركيزة الفولاذية بسبب درجات مختلفة من التشوه أثناء الختم، مما يؤدي إلى تكسير الطلاء قبل الأوان وتقليل صلابة الملف المجلفن بشكل كبير أثناء الثني والسحب العميق والمعالجة الأخرى.
3. كيف تؤثر الشقوق الصغيرة التي تتشكل أثناء عملية الجلفنة على المتانة؟
ج: تؤدي عملية الجلفنة بالغمس الساخن- بحد ذاتها إلى حدوث شقوق صغيرة في طبقة الزنك وسطح الركيزة. تصبح هذه الشقوق نقاط تركيز للضغط، مما يؤثر بشكل مباشر وسلبي على المتانة. يكشف البحث عن مسار متعدد-مراحل لبدء الشقوق وانتشارها: أولاً، بسبب الإجهاد المتبقي، تتشكل الشقوق الصغيرة في طبقة -درجة الحرارة العالية σ-FeZn10؛ عندما تتعرض لإجهاد الشد الخارجي، تنتشر الشقوق لأعلى على طول حدود الحبوب في هذه الطبقة؛ بعد ذلك، تنتقل الشقوق إلى طبقة ζ-FeZn13 وتستمر في الانتشار على طول واجهة الطور FeZn13-Zn؛ أخيرًا، تنتشر مرة أخرى على طول حدود الحبوب في الطبقة السطحية η-Zn حتى ينكسر الطلاء تمامًا. إن وضع انتشار الشقوق متعدد المراحل هذا من الطور الهش الداخلي إلى الخارج يعني أنه حتى قبل أن يصل الضغط الإجمالي إلى قوة خضوع الركيزة، تكون شقوق الطلاء قد تشكلت وانتشرت بالفعل. بالنسبة للملفات المجلفنة التي تتطلب ثنيًا متكررًا أو سحبًا عميقًا، ستعمل هذه الشقوق الصغيرة على تسريع الانتشار أثناء التشوهات الكبيرة وحتى تمتد إلى الركيزة، مما يضعف احتياطيات صلابة المادة بشدة أثناء الخدمة.
4. هل يسبب طلاء الزنك تقصف الهيدروجين في الملفات المجلفنة؟
ج: نعم. يعد التقصف الهيدروجيني آلية مهمة أخرى تتأثر بها صلابة الملفات المجلفنة بطبقة الزنك، خاصة في الأجواء البحرية أو البيئات الرطبة. في حالة تلف طلاء الزنك أثناء الخدمة، فإنه يوفر الحماية الكاثودية للركيزة الفولاذية. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي إمكانية الحماية السلبية المفرطة إلى تطور الهيدروجين على سطح الفولاذ. تخترق ذرات الهيدروجين شبكة المصفوفة، مما يتسبب في انخفاض حاد في صلابة المادة. تشير الدراسات إلى أن تغلغل الهيدروجين في مياه البحر يقلل بشكل كبير من الاستطالة بعد الكسر وكثافة الطاقة للفولاذ المجلفن بالغمس الساخن، مما يغير وضع الكسر من الكسر المرن إلى كسر هش شبه انقسام. مع زيادة وقت الخدمة، يزداد محتوى الهيدروجين في المادة بشكل مستمر، وتزداد أيضًا حساسية التقصف بالهيدروجين. وهذا هو السبب في أن الغسالات الزنبركية والمثبتات وما إلى ذلك ذات القوة العالية- تتطلب عادةً معالجة حرارية خاصة لإزالة الهيدروجين بعد الجلفنة (عادةً ما يتم الاحتفاظ بها عند درجة حرارة 190~230 درجة لمدة 6~8 ساعات) لتقليل خطر الكسر الهش.
5. ما هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على صلابة الملفات المجلفنة؟ كيف يمكن تجنبها؟
ج: يمكن تصنيف العوامل التي تؤثر على صلابة الملفات المجلفنة بشكل أساسي على النحو التالي: أولاً، سمك الطلاء ونوعه-كلما زادت سماكة طبقة الزنك، زاد خطر بدء الشقوق وانتشارها؛ الطلاءات المصنوعة من السبائك، بسبب وجود مركبات بين معدنية صلبة وهشة، تكون عمومًا أقل صلابة من طلاءات الزنك النقي. ثانيًا، تكوين الركيزة-يؤثر محتوى ونسبة العناصر مثل السيليكون والمنجنيز في الركيزة على سلوك الأكسدة الانتقائي أثناء التلدين. عندما تتشكل مرحلة هشة في الواجهة، تكون الواجهة عرضة للتشقق أثناء اختبار الشد، وتنتشر الشقوق في الركيزة، مما يؤدي إلى انخفاض في المتانة. ثالثًا، عملية الإنتاج-درجة حرارة الجلفنة بالغمس الساخن، وزمن الغمر، وعمليات صناعة السبائك كلها تؤثر على سمك وتوزيع كل مرحلة في الطلاء، وبالتالي تغيير أداء المتانة. لتجنب تدهور المتانة، يوصى باتخاذ التدابير التالية: تحديد أنواع الطلاء المناسبة وفقًا لمتطلبات المعالجة (إعطاء الأولوية لطلاءات الزنك النقي على الطلاءات المصنوعة من السبائك لأجزاء الرسم العميقة-)؛ رقابة صارمة على سمك طبقة الزنك لتجنب تجاوز مواصفات التصميم؛ تحسين تكوين الركيزة لقمع تشكيل مراحل هشة بينية غير المواتية؛ وبالنسبة للأجزاء المجلفنة-عالية القوة، أضف عملية معالجة حرارية لإزالة الهيدروجين لمنع التقصف الناتج عن الهيدروجين.