Fostabericht P 823 - Weiterentwicklung eines optimierten korrosionsgeschützten Systems für niedrig legierten Baustahl mit einer thermisch gespritzen Schutzschicht auf Basis modifizierter Zink-Legierungen als Ergänzung zum Stückverzinken von BauteilenFostabericht P 823 - Weiterentwicklung eines optimierten korrosionsgeschützten Systems für niedrig legierten Baustahl mit einer thermisch gespritzen Schutzschicht auf Basis modifizierter Zink-Legierungen als Ergänzung zum Stückverzinken von Bauteilen

P 823 – Weiterentwicklung eines optimierten korrosionsgeschützten Systems für niedrig legierten Baustahl mit einer thermisch gespritzten Schutzschicht auf Basis modifizierter Zink- legierungen als Ergänzung zum Stückverzinken von Bauteilen

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P823

ISBN: 978-3-942541-29-9 Artikelnummer: P823 Kategorien: ,

Beschreibung

P 823 – Weiterentwicklung eines optimierten korrosionsgeschützten Systems für niedrig legierten Baustahl mit einer thermisch gespritzten Schutzschicht auf Basis modifizierter Zink- legierungen als Ergänzung zum Stückverzinken von Bauteilen

Für den kathodischen Korrosionsschutz von Stahlstrukturen, die nicht stückverzinkt werden können, ist das Thermische Spritzen ein alternatives Verfahren. In diesem Forschungsvorhaben wurden neue thermisch gespritzte Beschichtungswerkstoffe auf ZnCr-, ZnSnAl- und ZnMgAl-Basis als Ergänzung zu feuerverzinkten Beschichtungen entwickelt, wobei die letztgenannte Legierung Korrosionsschutzeigenschaften aufweist, die besser einzustufen sind als die von ZnAl15 (zurzeit häufig eingesetzt). Die entwickelten Schichten sowie relevante Referenzwerkstoffe wurden zunächst einer Grundcharakterisierung zur Bestimmung von Porosität, Mikrohärte, chemische Zusammensetzung und Haftfestigkeit unterzogen. Zur Evaluierung der Korrosionsfestigkeit der untersuchten Systeme wurden elektrochemische Korrosionsuntersuchungen, der Salzsprühnebeltest und der VDA-Wechseltest durchgeführt. Die elektrochemischen Korrosionsuntersuchungen zeigten, dass die Korrosionsgeschwindigkeiten von ZnMgAl und ZnAl15 am geringsten sind. Im Salzsprühnebeltest wurden Ble-che ohne organische Beschichtung sowie mit zwei organischen Deckschichten bis zu 2.448 h ausgelagert und anschließend makro-/mikroskopisch bewertet. Mit organischer Beschichtung zeigte kein metallisches Schichtsystem einen Ausfall während der Testlaufzeit. Bei den Salzsprühnebeltests ohne organische Deckschicht war bei der ZnMgAl-Legierung dergeringsten korrosive Angriff zu sehen. Eine chemische Analyse der gebildeten Korrosionsprodukte wies Analogien zu bandverzinkten ZnMgAl-Legierungen auf. Im VDA-Wechseltest hatten die thermisch gespritzten Systeme mit geringem Al-Anteil die geringste Korrosionsunterwanderung an einem künstlich eingebrachten Riss. Parallel zu den Korrosionsuntersuchungen wurde die Nachhaltigkeit der betrachteten Schichtsysteme evaluiert, wobei auch ein Kostenvergleich vorgenommen wurde, um das Potential der jeweiligen Technologien (Feuerverzinken / Thermisches Spritzen) und verwendeten Werkstoffe bewerten zu können. Wird eine Nutzungsdauer von länger als 40 Jahren angestrebt, dann stellen die Beschichtungssysteme mit TS-Schichten aus ZnAl15 und ZnMgAl in der Gesamtbewertung die nachhaltigsten Lösungen für den Korrosionsschutz dar. Eine 2-jährige Freibewitterung ausgewählter Schichtsysteme seit Juni 2012 soll die gewonnen Erkenntnisse aus den durchgeführten Laborversuchen untermauern.
Das IGF-Vorhaben 16434 N der FOSTA –Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Düsseldorf, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Vorhaben wurde am Lehrstuhl für Oberflächentechnik im Maschinenbau, RWTH Aachen, am Institut für Eisenhüttenkunde, RWTH Aachen, und am Institut und Lehrstuhl für Stahlbau und Leichtmetallbau, RWTH Aachen, durchgeführt.

Autoren:
K. Bobzin, C. Schulz, W. Bleck, T. Ingendahl, M. Feldmann, C. Heinemeyer

Veröffentlichung:
2013