Studium mechanismů korozního porušování náhradních povrchových úprav

Abstract

V posledních cca 5 letech byla vyvinuta celá řada náhradních povrchových úprav za pasivaci šestimocným chromátovým povlakem s různou ochrannou účinností. V rámci disertační práce byl studován mechanismus korozního chování vybraných alternativních povrchových úprav: A) zinkových povlaků s trojmocným chromem, B) zinkových slitinových povlaků ZnNi, C) zinkových mikrolamelových povlaků. Nejvyšší odolnost v atmosférických korozních zkouškách prokázaly povlaky ZnNi, které se také nejvíce rozšiřují pro různé aplikace. Korozní odolnost ZnNi povlaků se ověřuje urychlenými korozními zkouškami v podmínkách neutrální solné mlhy. V prvních stádiích korozního napadení slitinových ZnNi povlaků v podmínkách všech korozních zkoušek vzniká efekt ?bílošedého závoje?. Dalším specifickým korozním projevem ZnNi povlaků je lokální korozní napadení podkladové oceli. Lokální důlkové napadení ZnNi povlaku se projevilo ve všech provedených zkouškách ve velmi širokém rozsahu z hlediska doby expozice. Příčiny lokálního důlkového napadení ZnNi povlaku jsou pravděpodobně odlišné podle podmínek expozice: A) v podmínkách urychlené korozní zkoušky neutrální solnou mlhou, resp. cyklických zkoušek včetně tepelného namáhání zahrnujících tuto expozici, kde dochází k rychlému koroznímu úbytku zinku a současnému obohacování zbytkového povlaku o nikl, je pravděpodobně příčinou lokálního důlkového korozního napadení povlaku vznik povlaku s vyšším elektrochemickým potenciálem. B) v podmínkách méně intenzivního korozního namáhání je pravděpodobně příčinou lokálního důlkového korozního napadení ZnNi povlaků průnik prostředí těmito trhlinkami k podkladové oceli. K tomuto typu korozního napadení nedochází u ZnNi povlaků s černým chromátováním a utěsněním. V reálném prostředí automobilu bude docházet k oběma předpokládaným mechanismům lokálního důlkového korozního napadení ZnNi povlaků v závislosti na místě použití dané součástky na automobilu, především z hlediska možného působení posypových solí. Pro posouzení vhodnosti dané povrchové úpravy součástky by tedy mělo být uvažováno s tímto specifickým korozním chováním ZnNi povlaků a provádět urychlené korozní zkoušky různými režimy. Dále by měli automobiloví výrobci definovat přípustný rozsah lokálního důlkového napadení - přípustný počet důlků a jejich průměr po době expozice v urychlené korozní zkoušce.

Many alternative surface treatments with different efficiency had been developed during the last 5 years to replace pasivation by hexavalent chromium. In this study the corrosion behaviour mechanism of selected alternative surface treatments had been studied: A) zinc coating pasivated by trivalent chromium, B) zinc alloy coating ZnNi, C) zinc flake coating. Zinc-nickel coating has high corrosion resistence and has been widely applied for various usage. The widely used laboratory accelerated test for testing of Zn-Ni corrosion resistence is the neutral salt spray test. The Zn-Ni coatings have a tendency to produce quickly a white corrosion ? grey veil ? at all performed tests. Other specific corrosion phenomen is the localized corrosion of substrate steel. The localised pitting corrosion of ZnNi coatings occured at all performed test in very wide range of exposure periods. The reasons of the pitting corrosion of Zn-Ni coating are probably different in respect to exposure conditions: A) in accelerated corrosion test by neutral salt spray or cyclic test included this exposure together with thermal stress the corrosion mass loss of zinc is quick and formation of a Ni-enriched surface layer. The forming of coating with higher content of nickel and higher electrochemical potential is supposed as a reason of pitting corrosion; B) in condition of less intensive corrosion stress is probably the reason of pitting corrosion of Zn-Ni coating the penetration of environment through cracks to substrate steel. This type of corrosion attack do not occur on Zn-Ni coatings with black chromate and sealing. In real automotive environment the both hypothetic mechanism of Zn-Ni coating localised pitting corrosion will occur depending on area of application of parts in automotive body, mainly from point of view of de-icing salts effects. This specific corrosion behaviour of Zn-Ni coating should be consider for evaluation of suitability of this surface treatment and should perform the accelerated corrosion tests with various regimes. Automotive producers should define acceptable range of pitting corrosion ? the intensity and size of pits after exposure at accelerated corrosion tests.