Zn-Al-Mg계 합금 도금은 첨가 원소 Mg에 의해 안정한 상태의 부식생성물인 시몬클라이트 (simonkolleite, Zn5(OH)8Cl2·H2O)가 치밀하게 생성되어 매우 우수한 내식성을 가짐으로 인해 자동차용 강판의 용융도금재로서 주목을 받고 있다. Zn-Al-Mg계 합금 도금의 내식성과 기계적 물성은 도금층의 상분포와 미세조직에 크게 좌우된다. 따라서 Zn-Al-Mg계 합금 도금의 특성은 도금합금의 조성뿐만 아니라 용융도금의 공정 조건에 의해서도 크게 변화한다. 본 연구에서는 자동차용 강판에 적용이 고려되고 있는 Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg 도금층의 초정 Zn상의 결정방위 분포를 분석하였다. 용융도금층의Scheil 응고 거동을 Thermo-Calc 계산을 통해 조사하였고, Zn+MgZn2공정 조직에 의해 분리된 초정 Zn grain들이 동일한 결정방위를 갖는 원인을 전자후방산란회절(EBSD)을 통해 분석하였다. Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg 조성의 도금욕이 장착된 용융도금(HDG) simulator을 이용하여 0.8 mm 두께의 full-hard ...
Zn-Al-Mg계 합금 도금은 첨가 원소 Mg에 의해 안정한 상태의 부식생성물인 시몬클라이트 (simonkolleite, Zn5(OH)8Cl2·H2O)가 치밀하게 생성되어 매우 우수한 내식성을 가짐으로 인해 자동차용 강판의 용융도금재로서 주목을 받고 있다. Zn-Al-Mg계 합금 도금의 내식성과 기계적 물성은 도금층의 상분포와 미세조직에 크게 좌우된다. 따라서 Zn-Al-Mg계 합금 도금의 특성은 도금합금의 조성뿐만 아니라 용융도금의 공정 조건에 의해서도 크게 변화한다. 본 연구에서는 자동차용 강판에 적용이 고려되고 있는 Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg 도금층의 초정 Zn상의 결정방위 분포를 분석하였다. 용융도금층의Scheil 응고 거동을 Thermo-Calc 계산을 통해 조사하였고, Zn+MgZn2공정 조직에 의해 분리된 초정 Zn grain들이 동일한 결정방위를 갖는 원인을 전자후방산란회절(EBSD)을 통해 분석하였다. Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg 조성의 도금욕이 장착된 용융도금(HDG) simulator을 이용하여 0.8 mm 두께의 full-hard 냉연강판을 470 oC의 도금욕에 5 초간 장입하여 도금층을 제조하였다. 도금층의 두께는 15~20 μm이 되도록 제어하였다. 제조된 도금층의 미세조직은 Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), X-ray Diffractometer (XRD)를 통해 분석하였으며, 도금층의 초정 Zn와 공정 Zn의 결정방위는 EBSD를 이용하여 조사하였다. 또한 제조된 도금강판을 320 oC N2-10%H2 분위기에서 12 시간 어닐링한 후 동일한 방법으로 도금층의 미세조직과 결정방위 분석을 진행하였다. HDG simulator에서 제조된 도금층과의 비교를 위해 연속도금라인(CGL)에서 제조된 현장재 Zn-1.5wt%Al-1.5wt%Mg 도금 강판에 대해서도 동일한 분석을 실시하였다. Thermo-Calc software을 이용하여 Zn, Zn+MgZn2, Zn+MgZn2+Al 의 3원계 공정상으로 이루어진 것을 확인하였으며, SEM을 통하여 도금층의 미세조직에 대하여 확인하였다. 또한, EBSD 분석을 통하여 simulator을 통하여 도금한 Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg 강판의 경우 초정 Zn가 도금층의 표면에서 핵생성하여 강한 [0001] 우선배향성을 가지는 것을 확인하였으며, 고배율로 분석한 결과 인접한 초정 Zn와 그 사이에 위치한 공정 Zn까지도 동일한 결정방위를 가지는 것을 확인하였다. 그에 비해 CGL라인에서 도금한 Zn-1.5wt%Al-1.5wt%Mg 강판은 초정Zn가 서로 다른 결정방위를 가지는 것을 확인하였다. 이러한 차이점을 통해 두 강판의 결정방위를 비교하였다.
Zn-Al-Mg계 합금 도금은 첨가 원소 Mg에 의해 안정한 상태의 부식생성물인 시몬클라이트 (simonkolleite, Zn5(OH)8Cl2·H2O)가 치밀하게 생성되어 매우 우수한 내식성을 가짐으로 인해 자동차용 강판의 용융도금재로서 주목을 받고 있다. Zn-Al-Mg계 합금 도금의 내식성과 기계적 물성은 도금층의 상분포와 미세조직에 크게 좌우된다. 따라서 Zn-Al-Mg계 합금 도금의 특성은 도금합금의 조성뿐만 아니라 용융도금의 공정 조건에 의해서도 크게 변화한다. 본 연구에서는 자동차용 강판에 적용이 고려되고 있는 Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg 도금층의 초정 Zn상의 결정방위 분포를 분석하였다. 용융도금층의Scheil 응고 거동을 Thermo-Calc 계산을 통해 조사하였고, Zn+MgZn2공정 조직에 의해 분리된 초정 Zn grain들이 동일한 결정방위를 갖는 원인을 전자후방산란회절(EBSD)을 통해 분석하였다. Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg 조성의 도금욕이 장착된 용융도금(HDG) simulator을 이용하여 0.8 mm 두께의 full-hard 냉연강판을 470 oC의 도금욕에 5 초간 장입하여 도금층을 제조하였다. 도금층의 두께는 15~20 μm이 되도록 제어하였다. 제조된 도금층의 미세조직은 Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), X-ray Diffractometer (XRD)를 통해 분석하였으며, 도금층의 초정 Zn와 공정 Zn의 결정방위는 EBSD를 이용하여 조사하였다. 또한 제조된 도금강판을 320 oC N2-10%H2 분위기에서 12 시간 어닐링한 후 동일한 방법으로 도금층의 미세조직과 결정방위 분석을 진행하였다. HDG simulator에서 제조된 도금층과의 비교를 위해 연속도금라인(CGL)에서 제조된 현장재 Zn-1.5wt%Al-1.5wt%Mg 도금 강판에 대해서도 동일한 분석을 실시하였다. Thermo-Calc software을 이용하여 Zn, Zn+MgZn2, Zn+MgZn2+Al 의 3원계 공정상으로 이루어진 것을 확인하였으며, SEM을 통하여 도금층의 미세조직에 대하여 확인하였다. 또한, EBSD 분석을 통하여 simulator을 통하여 도금한 Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg 강판의 경우 초정 Zn가 도금층의 표면에서 핵생성하여 강한 [0001] 우선배향성을 가지는 것을 확인하였으며, 고배율로 분석한 결과 인접한 초정 Zn와 그 사이에 위치한 공정 Zn까지도 동일한 결정방위를 가지는 것을 확인하였다. 그에 비해 CGL라인에서 도금한 Zn-1.5wt%Al-1.5wt%Mg 강판은 초정Zn가 서로 다른 결정방위를 가지는 것을 확인하였다. 이러한 차이점을 통해 두 강판의 결정방위를 비교하였다.
Zn-Al-Mg alloy coatings produced by hot-dip galvanization process have shown superior corrosion resistant, as compared to conventional Zn (GI) coatings because simonkolleite (Zn5(OH)8Cl2·H2O), a corrosion product in a stable state, is densely generated by the additive element Mg in these coatings. M...
Zn-Al-Mg alloy coatings produced by hot-dip galvanization process have shown superior corrosion resistant, as compared to conventional Zn (GI) coatings because simonkolleite (Zn5(OH)8Cl2·H2O), a corrosion product in a stable state, is densely generated by the additive element Mg in these coatings. Microstructure, corrosion resistance and applications of these alloy coating strongly depends on Mg and Al contents as well as the process conditions of hot-dip galvanizing. In this study, the crystal orientation distribution of the primary Zn phase of the Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg coating layer, which is being considered for application to automotive steel sheets, was analyzed. Specifically, the Scheil solidification behavior of the hot-dip galvanized layer was investigated through Thermo-Calc calculation, and the cause of the primary Zn grains separated by the Zn+MgZn2 eutectic structure having the same crystal orientation was analyzed through electron backscattering diffraction (EBSD). Using a hot-dip galvanizing (HDG) simulator equipped with a Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg plating bath, a 0.8 mm thick full-hard cold-rolled steel sheet was charged into a 470 oC plating bath for 5 seconds to prepare a coating layer. The thickness of the coating layer was controlled to be from 15 to 20 μm. The microstructure of the coating layer was analyzed through Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and X-ray Diffractometer (XRD). On the other hands, after annealing the above plated steel sheet in an atmosphere of 320 oC N2-10%H2 for 12 hours, the microstructure and crystal orientation of the coating layer were also analyzed in the same method. For comparison with the coating layer manufactured in the HDG simulator, the same analysis was performed on the in-situ Zn-1.5wt%Al-1.5wt%Mg coated steel sheet manufactured in the continuous galvanizing line (CGL). Using Thermo-Calc software, it was confirmed that the ternary eutectic phase of Zn, Zn+MgZn2, Zn+MgZn2+Al was formed, and the microstructure of the coating layer was confirmed through SEM. In addition, in the case of Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg steel sheet coated through simulator through EBSD analysis, it was confirmed that primary Zn was nucleated on the surface of the coating layer to have strong [0001] basal orientation and analyzed at high magnification it was confirmed that even the adjacent primary Zn and the eutectic Zn located between them have the same crystal orientation. In contrast, in the Zn-1.5wt%Al-1.5wt%Mg steel sheet coated on the CGL line, it was confirmed that the primary Zn had different crystal orientations. Through these differences, the crystal orientations of the two steel sheets were compared.
Zn-Al-Mg alloy coatings produced by hot-dip galvanization process have shown superior corrosion resistant, as compared to conventional Zn (GI) coatings because simonkolleite (Zn5(OH)8Cl2·H2O), a corrosion product in a stable state, is densely generated by the additive element Mg in these coatings. Microstructure, corrosion resistance and applications of these alloy coating strongly depends on Mg and Al contents as well as the process conditions of hot-dip galvanizing. In this study, the crystal orientation distribution of the primary Zn phase of the Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg coating layer, which is being considered for application to automotive steel sheets, was analyzed. Specifically, the Scheil solidification behavior of the hot-dip galvanized layer was investigated through Thermo-Calc calculation, and the cause of the primary Zn grains separated by the Zn+MgZn2 eutectic structure having the same crystal orientation was analyzed through electron backscattering diffraction (EBSD). Using a hot-dip galvanizing (HDG) simulator equipped with a Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg plating bath, a 0.8 mm thick full-hard cold-rolled steel sheet was charged into a 470 oC plating bath for 5 seconds to prepare a coating layer. The thickness of the coating layer was controlled to be from 15 to 20 μm. The microstructure of the coating layer was analyzed through Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and X-ray Diffractometer (XRD). On the other hands, after annealing the above plated steel sheet in an atmosphere of 320 oC N2-10%H2 for 12 hours, the microstructure and crystal orientation of the coating layer were also analyzed in the same method. For comparison with the coating layer manufactured in the HDG simulator, the same analysis was performed on the in-situ Zn-1.5wt%Al-1.5wt%Mg coated steel sheet manufactured in the continuous galvanizing line (CGL). Using Thermo-Calc software, it was confirmed that the ternary eutectic phase of Zn, Zn+MgZn2, Zn+MgZn2+Al was formed, and the microstructure of the coating layer was confirmed through SEM. In addition, in the case of Zn-1.7wt%Al-1.4wt%Mg steel sheet coated through simulator through EBSD analysis, it was confirmed that primary Zn was nucleated on the surface of the coating layer to have strong [0001] basal orientation and analyzed at high magnification it was confirmed that even the adjacent primary Zn and the eutectic Zn located between them have the same crystal orientation. In contrast, in the Zn-1.5wt%Al-1.5wt%Mg steel sheet coated on the CGL line, it was confirmed that the primary Zn had different crystal orientations. Through these differences, the crystal orientations of the two steel sheets were compared.
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