Impact of the microstructure of ZnAlMg coatings for steel on the formation mechanisms and performance of Cr VI -free conversion coatings - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2019

Impact of the microstructure of ZnAlMg coatings for steel on the formation mechanisms and performance of Cr VI -free conversion coatings

Impact de la microstructure des revêtements ZnAlMg sur les mécanismes de formation et la performance des couches de conversion sans Cr VI

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Perrine Tanguy
  • Function : Author
  • PersonId : 1045882

Abstract

To replace Zn coatings for steel by ZnAlMg in painted applications, it is necessary to optimize conversion coatings (CC) ensuring paint adherence and corrosion resistance. While on Zn-coated steels, phosphate CC (PCC) and Ti CC (TiCC) were comparable, accelerated tests demonstrated a lower blistering resistance of ZnAlMg with TiCC. The PhD aimed at understanding this difference, especially the role of the ZnAlMg microstructure and to propose a solution improving TiCC performances. Using SEM-EDS, XPS and nano-AES, it was demonstrated, at different steps of CC procedure, that PCC is homogeneously distributed on ZnAlMg and pure phases, while TiCC better covers eutectic phases than Zn dendrites. CC distribution correlated with the reactivity order expected from galvanic coupling and corresponding variation of local pH, necessary for CC precipitation. The reactivity difference was leveled by the crystal size of PCC, unimpacted by ZnAlMg heterogeneity. For TiCC, a Cu cementation pretreatment was formulated, ensuring a complete coverage of ZnAlMg surface and a higher blistering resistance after painting.
Pour remplacer l’acier galvanisé (HDG) dans les applications peintes, il est nécessaire d’optimiser les couches de conversion (CC) assurant l’adhérence de la peinture et la résistance à la corrosion. Tandis que les CC de phosphates (PCC) et de Ti (TiCC) sont comparables sur acier galvanisé, les tests de corrosion accélérés ont montré une moindre résistance au cloquage du ZnAlMg avec TiCC. Cette thèse vise à comprendre cette différence, en particulier le rôle de la microstructure du ZnAlMg et à proposer une solution améliorant les performances de la TiCC. Grâce au MEB-EDS, XPS et nano Auger, il a été montré, à différentes étapes de la procédure de conversion, que la PCC est homogène sur ZnAlMg et les phases pures, tandis que la TiCC couvre mieux les phases eutectiques que les dendrites de Zn. La distribution de la CC est en accord avec la réactivité des phases attendue pendant le couplage galvanique et variations de pH correspondantes, nécessaire à la précipitation des CC. Pour la PCC, la différence de réactivité est nivelée par la taille des cristaux de PCC non impactés par l’hétérogénéité du ZnAlMg. Pour le TiCC, un prétraitement de Cu a été formulé, offrant un recouvrement complet du ZnAlMg et une meilleure résistance au cloquage après peinture.
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Dates and versions

tel-02105785 , version 1 (21-04-2019)

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  • HAL Id : tel-02105785 , version 1

Cite

Perrine Tanguy. Impact of the microstructure of ZnAlMg coatings for steel on the formation mechanisms and performance of Cr VI -free conversion coatings. Inorganic chemistry. PSL research University, 2019. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02105785⟩
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