Influence on interface reactions between zinc layer and steel substrate during hot dip galvanising by variation of chemical composition of substrate surface and composition of zinc melt

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Die Forderung, im Automobilbau einerseits das Gewicht zu reduzieren und andererseits erhöhten Sicherheitsanforderungen zu genügen, wird durch den vermehrten Einsatz von höherfesten Stählen erfüllt. Gleichzeitig werden hohe Anforderungen an den Korrosionsschutz gestellt, welchen durch den Einsatz von metallischen Überzügen aus Zink und Zinklegierungen begegnet wird. Neue hochfeste Stähle weisen häufig hohe Gehalte an Legierungselementen und ein Mehrphasengefüge auf, woraus ein verändertes Beschichtungsverhalten hinsichtlich komplexer Schichtaufbauten, Veränderungen der Reaktionskinetik sowie der Benetzbarkeit der Stahloberfläche resultieren. Dieses Forschungsvorhaben befasst sich mit der Bandtauchbeschichtung von hochfesten kaltgewalzten Stählen. Die aufgebrachten Überzüge bestehen aus Zink, wobei das Zinkbad in der chemischen Zusammensetzung variiert wird. Eine an die Tauchbeschichtung anschließende Diffusionsglühung (Galvannealing-Behandlung) wird ebenfalls durchgeführt; hierbei wird der Zinküberzug auf einen Eisengehalt von ca. 10 Massen-% auflegiert. Neue hochfeste Stahlgüten mit unterschiedlichen Gehalten an Si, Mn und P sollen bezüglich der bei der Schmelztauchbeschichtung ablaufenden Reaktionen zwischen Substrat und metallischem Überzug charakterisiert und modifiziert werden. Die Charakterisierung erfolgt über elektronen-mikroskopische Untersuchungen, wobei die Rasterelektronenmikroskopie, die Mikrosondenanalytik und TEM-Querschnittsuntersuchungen komplementär eingesetzt werden. Die Modifikation der Grenzschichtenreaktionen erfolgt durch Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Substratoberfläche durch Gas-Metall-Reaktionen sowie veränderte Legierungszusammensetzungen des Tauchbades. Die Untersuchungen haben zum Ziel über eine Verfahrensmodifiktion eine Verbesserung des Schmelztauch-Beschichtungsverhalten von neuen hochfesten Stahlgüten zu ermöglichen. Dies wird über ein verändertes Benetzungsverhalten des Schmelzbades sowie neue oder modifizierte Diffusionsbarrieren in der Zn/Substrat-Grenzfläche angestrebt.