Rys. 3. Wygląd powierzchni powłok cynkowych otrzymanych na stali o różnej zawartości krzemu.
Rys. 4. Struktura powłok cynkowych otrzymanych na stali o różnej zawartości krzemu.
Makroskopowo dokonano oceny jakości powierzchni ocynkowanej. W celu określenia wpływu struktury powłok cynkowych na stali na właściwości ochronne systemu duplex, w zależności od zawartości krzemu w podłożu, przeprowadzone zostały badania mikrostruktury powłok przy użyciu mikroskopu świetlnego MeF-2 Reichert. Określono również adhezję powłok lakierowych do ocynkowanego podłoża stali w czasie ekspozycji próbek w warunkach komór korozyjnych zgodnie z PN EN ISO 6270-2 [11]. Widok komory korozyjnej BS1 Erichsen przedstawiono na rys. 1. Jako środowisko korozyjne zastosowano w badaniach atmosferę o zmiennej wilgotności i temperaturze. Szczegółowe warunki testu korozyjnego przedstawiono w tabeli 1. Odporność powłok na odrywanie przeprowadzono według PN EN ISO 4624 [12], mierząc minimalne naprężenie rozciągające (w MPa), potrzebne do oderwania powłoki od podłoża. Widok urządzenia do badania adhezji powłoki metodą odrywania przedstawia rys. 2. Otrzymane powłoki cynkowe na stali o różnej zawartości krzemu różnią się między sobą wyglądem (rys. 3) oraz strukturą (rys. 4). Powłoki cynkowe otrzymane na stali niskokrzemowej (0,02% Si) oraz sandelinowskiej (0,035% Si) były jasne i błyszczące. W przypadku próbek stali wysokokrzemowej (0,27% Si) powłoki cynkowe również były błyszczące, ale powierzchnia ich była niejednorodna.
W wyniku przeprowadzonych obserwacji metalograficznych ujawniono strukturę powłok cynkowych przed nanoszeniem powłoki lakierniczej. Wygląd przekroju poprzecznego powłok cynkowych otrzymanych na próbkach stalowych pozwala stwierdzić, że budowa powłoki zmienia się w zależności od zawartości krzemu w podłożu. Na stali niskokrzemowej (0,02% Si) oraz sandelinowskiej (0,035% Si) powłoka posiada prawidłową budowę faz międzymetalicznych G, δ1 i z oraz warstwy zewnętrznej cynku h. Prawidłowa struktura oraz grubość powłoki na stali sandelinowskiej (0,035% Si) jest wynikiem oddziaływania niklu w kąpieli na stabilizację reakcji żelaza z cynkiem. Przy większej zawartości krzemu (0,27% Si) powłoka ma budowę wielofazową utworzoną przez fazy międzymetaliczne Fe-Zn, ale brak jest widocznej budowy warstwowej. Oddziaływanie krzemu zawartego w podłożu powoduje, że w powłoce tworzą się grube kryształy fazy z, a nikiel zawarty w kąpieli nie wpływa na stabilizację reakcji Fe-Zn. Faza z jest pokryta cienką warstwą zewnętrzną h. Trudności w malowaniu powierzchni ocynkowanych zanurzeniowo polegają na uzyskaniu właściwej jakości pokryć malarskich. Związana jest z tym utrata przyczepności powłoki lakierniczej, pęcherzenie, obniżenie grubości i trwałości. W pracy zdecydowano się na użycie farby rozpuszczalnikowej opartej na kopolimerze PVC i żywicy akrylowej, zawierającej aktywne pigmenty antykorozyjne. Grubość powłok lakierowych wynosiła 150-180 μm.
