Nghiên cứu thử nghiệm mạ kẽm nhúng nóng cho các kết cấu làm việc trong môi trường khí hậu nhiệt đới biển

i TR NG I H C BÁCH KHOA I H C QU C GIA TP H CHÍ MINH Cán b h ng d n khoa h c: ng V Ngo n PGS.TS TS Nguy n Ng c Hà Cán b ch m nh n xét 1: PGS.TSKH V ình Huy Cán b ch m nh n xét 2: TS Nguy n Thành L c Lu n v n th c s cb ov t iH I NG CH M B O V LU N V N TH C S TR NG I H C BÁCH KHOA, ngày 30 tháng n m 2005 Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân ii i H c Qu c Gia T.p H2 Chí Minh TR NG C NG HOÀ XÃ H I CH3 NGH A VI T NAM +c l p - T - H nh phúc I H C BÁCH KHOA NHI M V LU N V N TH C S H tên h c viên: Bùi Bá Xuân Phái: Nam Ngày, tháng, n m sinh: 16/4/1964 N i sinh: H ng Yên Chuyên ngành: Công ngh V t li u Mã s : 60.52.91 I TÊN TÀI: “NGHIÊN C U TH NGHI M M VI C TRONG MƠI TR K M NHÚNG NĨNG CHO CÁC K T C U LÀM NG KHÍ H U NHI T I BI N” II- NHI M V! VÀ N I DUNG: Nhi m v": - Nghiên c#u ch$ th% l&p ph' k(m ch ng n mòn i)u ki n khí h u nhi t &i bi*n - ánh giá kh n ng b o v ch ng n mòn c'a l&p ph' k(m N+i dung: - Kh o sát, ánh giá m,u ph' k(m c'a Nga ã qua th% nghi m cho k$t qu r-t t t t i Vi t Nam - Xây d.ng quy trình công ngh nghiên c#u th% nghi m l&p ph' k(m theo m,u c'a Nga - Kh o sát nh/ng tính n ng c c'a l&p ph' k(m ch$ th% - Kh o sát thành ph0n t1 ch#c t$ vi c'a l&p ph' ch$ th% - Kh o sát kh n ng ch ng n mòn c'a l&p ph' ch$ th% Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân iii III- NGÀY GIAO NHI M V!: 2/2005 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V!: 30/ 7/2005 V- H VÀ TÊN CÁN B PGS.TS H H NG D4N 2: Nguy n Ng c Hà Cán b h NG D4N 1: ng V Ngo n VÀ TÊN CÁN B TS H ng d n Cán b h PGS.TS ng V Ngo n Ch nhi m ng d n ngành TS Nguy n Ng c Hà N+i dung ) c ng lu n v n th c s Ch nhi m b môn QL chuyên ngành TS TS Nguy n Ng c Hà ã c H+i Nguy n Ng c Hà 2ng Chuyên Ngành thông qua Ngày TR 5NG PHÒNG ÀO T O S H tháng n m 2005 CH3 NHI M NGÀNH TS Nguy n Ng c Hà Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân iv L IC M N Em xin chân thành c m n th0y: PGS TS 6ng V7 Ngo n – TS Nguy8n Ng c Hà ã t n tình h &ng d,n giúp em hoàn thành cu n lu n v n Em xin chân thành c m n th0y, cô H+i 2ng, th0y ph n bi n ã dành th:i gian c góp ý cho em Em c m n th0y, cô Khoa Công ngh V t li u ã giúp góp ý * em hồn thành ) tài M6c dù ã có nhi)u c g;ng nhiên th:i gian có h n ) tài v,n cịn nhi)u h n ch$, thi$u sót, r-t mong c s thơng c m góp ý c'a th0y, giáo tồn th* 2ng nghi p Xin chân thành c m n! Bùi Bá Xuân Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân v TÓM T T LU N V N ) tài ti$n hành nghiên c#u công ngh ch$ th% l&p m k(m nhúng nóng, nghiên c#u vi c thành ph0n t i a vào thành ph0n b* k(m nguyên t Al Sn, tìm u nh-t * nâng cao hi u q'a b o v c'a l&p ph' mơi tr :ng khí h u nhi t &i ven bi*n Kh o sát m,u th% nghi m m k(m cho th-y: + c#ng c'a l&p ph' k(m ch$ th% dao +ng t< 486-494MPa, t (485MPa) ng t so v&i + c#ng c'a m,u m k(m Nga + bóng l&p ph' c'a m,u ch$ th% dao +ng t< 29-83%, t yêu c0u so v&i l&p m k(m nhúng nóng Chi)u dày l&p ph' ph" thu+c r-t nhi)u vào thành ph0n hóa h c c'a b* k(m, nhi t + nhúng th:i gian nhúng Trong kho ng th.c nghi m: Th:i gian 30-180s nhi t + nhúng 450-4800C cho chi)u dày t< 14,2- 93,7 µm T ng ng v&i m,u c'a Nga: 75-120 µm T1 ch#c t$ vi c'a l&p ph' có c-u trúc pha t ng t nh m,u m k(m c'a Nga nh c s= lý thuy$t ã trình bày bao gòm pha >, ?, @1, A, B Kh n ng ch ng n mòn c'a l&p ph' k(m ch$ th%: l&p ph' có thành ph0n Al 0,3%-Sn 0,15% có t c + n mịn 0,254 0,270 mm/n m Th% gia t c t' mù mu i có t c + n 0,175 g/m2/h ) tài ã ti$n hành xây d.ng toán quy ho ch th.c nghi m * tìm ph ng trình h2i quy, tìm tC l thành ph0n h p kim phù h p nh-t gi&i h n thí nghi m c'a ) tài * t o m+t l&p ph' k(m có kh n ng ch ng n mịn t t nh-t mơi tr :ng khí h u nhi t &i ven bi*n Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân vi ABSTRACT The aim of this thesis is to investigate the hot dip galvanizing technology aspects of theoretical and experimental The research content is the impact of Al and Sn on galvanizing bath to find optimal composition, to enhance preserve effect of the galvanized coating in a tropical climate coastal enviroment This thesis carried out a survey of experimental is showed of: Hardness of the galvanized coating from 486 to 494 Mpa It similar to Γock standards (485 Mpa) Smoothness of the galvanized coating from 29 to 83% Thickness of the galvanized coating depent on chemical composition, temperature, time of galvanized bath Within experimental limit: duration from 30 to 180s and temperature from 450 to 4800C will have thickness of the galvanized coating from 14.2 to 93.7µm, corresponding to Γock standards: 75-120µm The microstructure of the galvanized coating is similar to Γock standards and according to theoretical, it is composed of phases: α, γ, δ1, ξ, η Corrosion reristance of the galvanized coating: chemical composition of the galvanized coating Al 0.3% - Zn 0.15% have had corrosion rate 0.254 va 0.270 mm/naêm If we carried out a reject acceleration, corrosion rate is 0.175 g/m2/h This thesis carried out a experiment optimization to build regression equation In this part, regression analysis method is also applied to solve a prolem of muti-criterion optimization Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân vii M CL C Trang L:i m= 0u Ch ng I: T1ng quan I C ch$ kh n ng n mịn i n hóa II Các ph ng pháp x% lý-b o v b) m6t III S cơng ngh m k(m nhúng nóng 27 IV Cơng ngh m k(m nhúng nóng theo ph V Các khuy$t t t c'a chi ti$t m nhúng k(m 34 VI Ph m vi, n+i dung nghiên c#u c'a ) tài 38 Ch ng pháp tr dung khô ng II: C s= lý thuy$t 30 40 I C s= lý thuy$t c'a vi c hình thành l&p m k(m 40 II T1 ch#c t$ vi c'a l&p m k(m nhúng nóng 44 III nh h =ng c'a thành ph0n hóa h c c'a thép $n t1 ch#c, tính ch-t chi)u dày l&p m IV 47 nh h =ng c'a thành ph0n hóa h c b* k(m $n t1 ch#c, tính ch-t chi)u dày l&p m V 52 nh h =ng c'a nhi t + nhúng, th:i gian nhúng $n t1 ch#c, tính ch-t chi)u dày l&p m VI 56 Các nhân t khác nh h =ng $n t1 ch#c, tính ch-t chi)u dày l&p m 59 Ch ng III: Ph Ch ng IV: Th.c nghi m k$t qu th.c nghi m I ng pháp nghiên c#u th.c nghi m 62 82 Kh o sát, ánh giá tính ch-t m,u m k(m c'a Nga Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân viii m,u m k(m ch$ th% II ph 82 Kh o sát chi)u dày l&p k(m bám i n th$ i n c.c bDng ng pháp quy ho ch th.c nghi m 118 K$t lu n 132 Tài li u tham kh o 134 Ph" l"c I ASTM-B117-02 I TCVN-5408-1991 XI Gi n tr ng thái Al-Zn XVII Gi n tr ng thái Cu-Zn XVIII Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân ix DANH M C CÁC B NG BI U Trang B ng I.1- 6c i*m ph m vi áp d"ng c'a m+t s l&p m 11 B ng I.2 - Thành ph0n c'a m+t s b* ph' niken 14 B ng I.3 - M+t s l&p ph' t o bDng cơng ngh nhúng kim lo i nóng ch y 17 B ng I.4 - Thành ph0n phun Polymer 24 B ng I.5 - Hi n t ng, nguyên nhân bi n pháp kh;c ph"c khuy$t t t c'a chi ti$t m nhúng k(m 34 B ng II.1 - Các pha h p kim s;t - k(m nDm = kim lo i n)n l&p k(m 44 B ng II.2-N2ng + nhôm b* k(m 55 B ng II.3- nh h =ng c'a Cromat hóa $n tính ch ng n mịn 60 B ng III.1- Nh/ng thơng s thí nghi m * kh o sát chi)u dày l&p ph' 67 B ng III 2-Nh/ng y$u t ph ng án th.c nghi m t i tâm 68 B ng III 3-Nh/ng y$u t ph ng án th.c nghi m t i tâm 69 B ng III 4-Thành ph0n Al Sn ph ng án thí nghi m * xác Enh i n th$ i n c.c kh n ng ch ng n mòn c'a l&p ph' k(m B ng IV.1 – K$t qu B ng IV - o + c#ng t$ vi m,u k(m nhúng nóng 82 + bóng m,u m k(m nhúng nóng tr &c q trình th% mù mu i B ng IV.3 - 82 + dày m,u m k(m nhúng nóng ch$ th% 84 B ng IV.4 - T1ng h p thành ph0n l&p ph' k(m nhúng nóng B ng IV.5 - 70 88 i n th$ i n c.c t c + n mòn c'a m,u ch$ th% 115 B ng IV.6 - K$t qu th% nghi m t c + n mòn t' mù mu i 116 B ng IV.7 - Tình tr ng han gF b) m6t theo th:i gian 117 B ng IV.8-Các y$u t thí nghi m xác Enh chi)u dày l&p ph' k(m 119 Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân x B ng IV.9- Ma tr n quy ho ch th.c nghi m 121 B ng IV.10- Ma tr n quy ho ch th.c nghi m v&i bi$n o 122 B ng IV.11-Xác Enh h s ph 123 B ng IV.12-Các h s ng trình h2i quy c ki*m Enh theo tiêu chuGn t 124 B ng IV.13- i n th$ i n c.c v&i thành ph0n b* k(m 126 B ng IV.14-Ma tr n quy ho ch th.c nghi m 127 B ng IV.15-Ma tr n quy ho ch th.c nghi m v&i bi$n o 127 B ng IV.16- Xác Enh h s ph 128 B ng IV.17-Các h s Lu n v n cao h c ng trình h2i quy c ki*m Enh theo tiêu chuGn t 129 HV: Bùi Bá Xuân IV Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân V Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân VI Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân VII Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân VIII Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân IX Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân X Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân XI Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân XII Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân XIII Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân XIV Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân XV Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân XVI Lu n v n cao h c HV: Bùi Bá Xuân XVII GI N Lu n v n cao h c TR NG THÁI Al-Zn HV: Bùi Bá Xuân XVIII GI N Lu n v n cao h c TR NG THÁI Cu-Zn HV: Bùi Bá Xuân ... Mã s : 60.52.91 I TÊN TÀI: “NGHIÊN C U TH NGHI M M VI C TRONG MƠI TR K M NHÚNG NĨNG CHO CÁC K T C U LÀM NG KHÍ H U NHI T I BI N” II- NHI M V! VÀ N I DUNG: Nhi m v": - Nghiên c#u ch$ th% l&p ph'... n hóa II Các ph ng pháp x% lý-b o v b) m6t III S cơng ngh m k(m nhúng nóng 27 IV Cơng ngh m k(m nhúng nóng theo ph V Các khuy$t t t c'a chi ti$t m nhúng k(m 34 VI Ph m vi, n+i dung nghiên c#u... vi m,u k(m nhúng nóng 82 + bóng m,u m k(m nhúng nóng tr &c q trình th% mù mu i B ng IV.3 - 82 + dày m,u m k(m nhúng nóng ch$ th% 84 B ng IV.4 - T1ng h p thành ph0n l&p ph' k(m nhúng nóng B ng