Etude des cinétiques des réactions de galvanisation

Studies on the kinetics of galvanizing reactions

• Auteur / Autrice : Marie-Laurence Giorgi
• Direction : Jean-Bernard Guillot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Galvanisation

Mots clés libres

Réaction interfaciales

Equilibres métastables

Métal liquide

Résumé

Le procédé de galvanisation consiste à recouvrir les tôles d'acier d'un revêtement de zinc en les immergeant dans un bain métallique fondu. En raison de la formantion dans le bain de composés intermétaliques appelés mattes qui peuvent être à l'origine de défauts de revêtement, il apparait essentiel de mieux comprendre l'ensemble des réactions qui se produisent au sein de la cuve de galvanisation et à l'interface entre l'acier et le zinc. Cela nécessite l'écriture de deux modèles qui décrivent la thermodynamique des bains de galvanisation et les cinétiques des réactions qui interviennent sur la tôle (lois de dissolution, de germination hétérogène et de croissance d'alliages intermétalliques, de diffusion liquide et solide). Ces modèles sont validés d'une part par les expériences rapportées dans la littérature et d'autre part par les expériences réalisées sur des simulateurs de laboratoire déjè existants ou conçus pour l'étude. Notamment, la construction et la mise au point d'un dispositif de disque tournant a permis de determiner la coefficient de diffusion du fer dans le zinc liquide qui est un paramètre majeur des modèles. Le modèle cinétique permet ensuite d'estimer la pertinence de nouveaux procédés dits aux temps courts envisagés pour augmenter la productivité des lignes industrielles et pour résoudre le problème des mattes. Ces procédés sont caractérisés par un temps de contact entre la tôle et le zinc plus faible que dans le procédé classique (3s). Le calcul montre que l'ensemble des réactions se produit en 0. 5s environ. Pour une durée de galvanisation inférieure à 0. 5s , le zinc du revêtement emporterait une sursaturatuion en fer importante à la sotie du bain ce qui risquerait d'altérer la qualité du revêtement par la formation de phases fer-zinc. Pour une durée de galvanisationsupérieure à 0. 5s le problème des mattes subsiste.