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Examination of the Mg-Zn Phase Formation in Hot-Dip Galvanized Steel Sheet

  • O. Zywitzki , Th. Modes , B. Scheffel und Ch. Metzner
Veröffentlicht/Copyright: 23. Mai 2013
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Practical Metallography
Aus der Zeitschrift Practical Metallography Band 49 Heft 4

Abstract

Zinc-magnesium layers have been produced by a combination of conventional hot-dip galvanizing and PVD magnesium coating. A subsequent short heat treatment causes the diffusion of magnesium into the zinc layer. The influence of the maximum temperature of the heat treatment on the diffusion of magnesium and on the type and distribution of the formed intermetallic Mg-Zn phases has been examined in detail in a temperature range from 300 to 400°C by means of X-ray phase analyses and metallographic cross sections. With increasing temperature a sequential intermetallic Mg-Zn phase formation has been detected. At 300°C, an initial magnesium rich, intermetallic MgZn2 surface layer is formed, which, at higher temperatures from 335 to 379°C, is progressively transformed into a zinc rich Mg2Zn11 layer by interdiffusion. In this context, the nucleation of the Mg2Zn11 phase takes place on the interface between the MgZn2 and the Zn phase. Above the peritectic temperature of 381°C, the microstructure is composed of a zinc matrix in which precipitated MgZn2 is dispersed.

Kurzfassung

Die Herstellung von Zink-Magnesium-Schichten erfolgte durch die Kombination von konventionellem Feuerverzinken mit einer PVD-Magnesium-Beschichtung. Durch eine anschließende, kurze Wärmebehandlungsprozedur diffundiert das Magnesium in die Zinkschicht. Der Einfluss der maximalen Temperatur der Wärmebehandlung auf die Diffusion des Magnesiums und auf die Art und Verteilung der gebildeten intermetallischen Mg-Zn-Phasen wurde im Bereich von 300 bis 400°C durch röntgenographische Phasenanalysen und metallographische Querschnitte detailliert untersucht. Mit zunehmender Temperatur wurde ein sequentieller Prozess der intermetallischen Mg-Zn-Phasenbildung nachgewiesen. Bei 300°C bildet sich zuerst eine magnesiumreiche, intermetallische MgZn2-Deckschicht, welche bei höheren Temperaturen von 335 bis 379°C durch Interdiffusion zunehmend in eine zinkreichere Schicht aus Mg2Zn11 umwandelt. Die Keimbildung der Mg2Zn11-Phase erfolgt dabei an der Grenzfläche zwischen MgZn2- und Zn-Phase. Oberhalb der peritektischen Temperatur von 381°C besteht das Gefüge aus einer Zinkmatrix in der MgZn2 dispers ausgeschieden vorliegt.

Translation: E. Engert

Olaf Zywitzki studied Material Science and received his doctorate from TU Bergakademie Freiberg. He works in Fraunhofer Institute Electron Beam and Plasma Technology and is head of the department Material Characterization. His research activities focus on thin film solar cells, optical layers, hard coatings and corrosion protection layers.

Thomas Modes studied Physical Engineering at West Saxon University of Applied Sciences of Zwickau. He works as research associate for Fraunhofer Institute for Electron Beam and Plasma Technology FEP in the area of thin film characterization. In 2006 he received his doctorate from TU Bergakademie Freiberg.

References / Literatur

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Received: 2011-2-11
Accepted: 2011-6-29
Published Online: 2013-05-23
Published in Print: 2012-04-01

© 2012, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Contents/Inhalt
  2. Contents
  3. Editorial
  4. Editorial
  5. Technical Contributions/Fachbeiträge
  6. Determining the Uncertainty in Measuring Length in Light and Scanning-Electron Microscopy
  7. Examination of the Mg-Zn Phase Formation in Hot-Dip Galvanized Steel Sheet
  8. An Investigation into Porosity in Medical Drills Caused by Broken Carbides
  9. Practical Test on Brass Valves Using the 5% Ammonia Test to Elucidate the Reasons of Specific Failure Patterns of Stress Corrosion Cracking SCC
  10. Meeting Diary/Veranstaltungskalender
  11. Meeting Diary
https://doi.org/10.3139/147.110143

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  3. Editorial
  4. Editorial
  5. Technical Contributions/Fachbeiträge
  6. Determining the Uncertainty in Measuring Length in Light and Scanning-Electron Microscopy
  7. Examination of the Mg-Zn Phase Formation in Hot-Dip Galvanized Steel Sheet
  8. An Investigation into Porosity in Medical Drills Caused by Broken Carbides
  9. Practical Test on Brass Valves Using the 5% Ammonia Test to Elucidate the Reasons of Specific Failure Patterns of Stress Corrosion Cracking SCC
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