Peritectic Structure Evolution and Corrosion Behavior in Hot-dip Zn-Al Alloy Coatings

Abstract

In the present study, the microstructures in hot-dip Zn-(11, 22)% Al coating layer on steel sheets were investigated in order to clarify their solidification microstructure evolution process. There are two kinds of Zn-Al binary phase diagrams. One includes a peritectic reaction but another does not. In the Zn-Al binary phase diagram including peritectic reaction, the peritectic reaction should occur when the Al content is higher than 13%. In fact, the core-shell structure featuring the peritectic reaction was formed in dendrites of the hot-dip Zn-22%Al coating layer, but not in the hot-dip Zn-11%Al coating layer. This indicates that the Zn-Al binary phase diagram including the peritectic reaction is suitable for understanding the solidification microstructure evolution of hot-dip Zn-Al alloy coating steel sheets. The core region of the dendrites in 22Al easily corroded after a cyclic corrosion test. This indicated that the peritectic reaction greatly affects the corrosion resistance in Zn-Al coating steel sheets.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Studie wurden die Gefüge in der Zn-(11, 22)%Al-Schmelztauchbeschichtung auf Stahlblechen untersucht, um den Prozess der Gefügeentwicklung bei der Erstarrung zu klären. Es gibt zwei Arten von binären Zn-Al-Phasendiagrammen. Das eine beinhaltet die peritektische Reaktion, das andere nicht. Im binären Zn-Al-Phasendiagramm mit peritektischer Reaktion sollte eine peritektische Reaktion auftreten, wenn der Al-Gehalt über 13 % liegt. Tatsächlich bildete sich die Kern-Schale-Struktur mit peritektischer Reaktion in den Dendriten der feuerverzinkten Zn-22%Al-Beschichtung, aber nicht in der feuerverzinkten Zn-11%Al-Beschichtung. Dies deutet darauf hin, dass das binäre Zn-Al-Phasendiagramm, das die peritektische Reaktion einschließt, geeignet ist, die Entwicklung des Erstarrungsmikrogefüges von feuerverzinkten Stahlblechen mit Zn-Al-Legierung zu verstehen. Der Kernbereich der Dendriten in 22Al korrodierte leicht nach einem zyklischen Korrosionstest. Dies deutet darauf hin, dass die peritektische Reaktion die Korrosionsbeständigkeit von Stahlblechen mit Zn-Al-Beschichtung stark beeinträchtigt.