Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le zinc est l'un des métaux les plus utilisés comme protection anticorrosion des aciers. Un revêtement de galvanisation à chaud assure une double protection à la pièce galvanisée, d’une part physico-chimique en raison de l’effet barrière isolant l’acier de l’atmosphère, d’autre part électrochimique due à l’effet de protection cathodique apporté par le zinc vis-à-vis du fer. Cet article décrit les principes de la galvanisation à chaud après fabrication et étudie la réaction métallurgique entre le zinc et le fer. Les étapes du procédé de galvanisation sont données, en complément.
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Zinc is one of the most widely used metals to protect steel against corrosion. A hot dip galvanizing coating provides two types of protection to the galvanized part: physical and chemical, due to the barrier effect that isolates the steel from the atmosphere, and electrochemical, due to the cathodic protection provided by zinc to iron. This article describes the principles of batch hot dip galvanizing and studies the metallurgical reaction between zinc and iron. The stages in the galvanizing process are also described.
Auteur(s)
-
Danièle QUANTIN : Coordination des Centres de recherche - Innovation Recherche et Développement Arcelor - Article révisé par Galvazinc Association - Courbevoie, France
INTRODUCTION
La galvanisation à chaud suivant la norme EN ISO 1461 est un procédé très efficace pour protéger les aciers contre la corrosion. Elle s´applique dans de nombreux secteurs, principalement le bâtiment, et aussi pour des éléments en acier exposés à l´atmosphère : tours de transmission et pylônes, mobilier urbain, pièces automobiles ou industrielles, etc.
La pièce manufacturée est immergée dans du zinc liquide, à teneur en zinc supérieure à 98,50 %, et dont la température est comprise entre 440 et 460 °C (et parfois, pour une production très limitée, supérieure à 530 °C). En comparaison avec d´autres solutions contre la corrosion de l´acier, les couches de revêtement obtenues sont nettement plus épaisses. Combinée avec la protection cathodique apportée par le zinc à l´acier, la barrière apportée par la galvanisation constitue le procédé anticorrosion le plus efficace.
Pour répondre aux exigences des différentes utilisations, il est important d´ajuster précisément les paramètres du procédé.
En ce qui concerne les aciers, on considère les aciers non réactifs, qui forment des couches de revêtement d’épaisseur modérée, et les aciers réactifs, formant des couches importantes. Dans ce contexte, certains éléments ajoutés aux aciers, tels que Si ou P, jouent un rôle déterminant sur la formation des couches de revêtement. Ces effets sont discutés dans cet article.
Les couches intermétalliques obtenues lors de la galvanisation étant relativement fragiles, les épaisseurs de revêtement de galvanisation ne devraient, idéalement, pas être trop importantes. Des ajouts de certains éléments dans le bain de zinc, tels que Al ou Ni, peuvent limiter la croissance des intermétalliques Zn-Fe. Les compositions d’alliages de zinc ayant connu une certaine importance dans l’industrie sont décrites.
L’objectif de cet article est de souligner que la galvanisation à chaud n’est pas un simple dépôt de zinc sur acier. La connaissance de l’influence des différents paramètres sur son résultat est nécessaire pour éviter ou minimiser les défauts éventuels.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
anticorrosion | galvanizing | zinc
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1988 par Jean-Claude BAVAY, Henri GIRAUD
- Version archivée 2 de sept. 2004 par Danièle QUANTIN
DOI (Digital Object Identifier)
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Étapes principales d’une opération de galvanisation2. Réaction de galvanisation
Le revêtement de galvanisation n’est pas un simple dépôt de zinc à la surface de l’acier, comme pourrait l’être une peinture. Comme l’acier est trempé dans du zinc liquide, il s’agit d’une réaction métallurgique de double diffusion entre le zinc et le fer. Cette diffusion conduit à la formation de couches d’alliages composés intermétalliques.
Le revêtement de galvanisation est donc composé :
-
d’une ou plusieurs couches de composés intermétalliques, dépendant de la nature du bain (présence d’aluminium en particulier) et du procédé technologique ;
-
d’une couche finale de zinc externe, zinc entraîné au retrait de la pièce par capillarité.
2.1 Formation des alliages interfaciaux
Lorsque l’on plonge un élément en acier dans un bain de zinc en fusion, différents phénomènes se produisent plus ou moins conjointement :
-
le mouillage de l’acier par le zinc, lié d’une part à la composition superficielle de l’acier, à sa propreté, à sa rugosité, et d’autre part aux caractéristiques du bain (composition et température) ;
-
une attaque du fer par le bain, avec dissolution ;
-
des réactions de diffusion, conduisant à la formation d’alliages intermétalliques, dépendant du bain et des conditions opératoires (temps, température), de type Fe-Zn en galvanisation de produits finis (ou Fe-Al en galvanisation continue).
Les règles de formation de ces couches sont liées à deux aspects :
-
thermodynamique : les diagrammes d’équilibre Fe-Zn et Fe-Zn-Al donnent les possibilités de combinaison des deux éléments (ou des trois éléments). On identifie :
-
cinétique, déterminé par deux processus :
-
les réactions chimiques aux interfaces solide-liquide et solide-solide,
-
la...
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Réaction de galvanisation
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - - http://www.egga.com
-
(2) - COUTSOURADIS (D.) - Developments in zinc and zinc alloy coated sheet - . Intergalva n° 91, Barcelone, EGGA.
-
(3) - LAMESCH (J.) - Histoire mondiale de la Galvanisation. - Communication ARCELOR.
-
(4) - LYNCH (R.F.) - Hot-dip galvanizing alloys - . Journal of Met., 39(8), p. 39-41 (1987).
-
(5) - DIETZ (R.), STROBL (C.) - The galvanized body shell – An important feature in the corrosion protection system - . 862029 – SAE (Society of Automotive Engineers) ASM.
-
(6) - CABRILLAC (C.) - Approche économique de la corrosion - . Actes du Colloque CEFRACOR « le zinc et l’anticorrosion », publ. SIRPE (1990).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Revêtements métalliques – Revêtements de galvanisation à chaud sur métaux ferreux – Détermination gravimétrique de la masse par unité de surface - NF EN ISO 1460 - 2020
-
Revêtements par galvanisation à chaud sur produits finis ferreux – Spécifications et méthodes d’essai - NF EN ISO 1461 - 2022
-
Revêtements métalliques et couches d’oxyde – Mesurage de l’épaisseur – Méthode par coupe micrographique - NF EN ISO 1463 - 2021
-
Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques – Définitions et principes concernant le mesurage de l’épaisseur - NF EN ISO 2064 - 2020
-
Revêtements métalliques – Mesurage de l’épaisseur – Méthode coulométrique par dissolution anodique - NF EN ISO 2177 - 2004
-
Revêtements métalliques non magnétiques sur métal de base magnétique – Mesurage de l’épaisseur du revêtement – Méthode magnétique - NF EN ISO 2178 - 2016
-
...
ANNEXES
Voir les sites : http://www.galvazinc.com http://www.galvanizingeurope.org http://www.iza.org
Principaux fournisseurs de zinc :
Nyrstar http://www.nyrstar.com
Boliden http://www.boliden.com
Asturiana http://www.azsa.es
Noranda http://www.noranda.com
Teck http://www.teck.com
Nexa Resources http://www.nexaresources.com
Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Glencore http://www.glencore.com
Trafigura http://www.trafigura.com
Traxys http://www.traxys.com
HAUT DE PAGE
La production mondiale annuelle de zinc est de plus de 10 Mt, environ 60 % de cette production sont consacrés à la protection de l’acier.
En Europe, chaque année, environ 7 Mt d’acier galvanisé sont utilisées sous forme de produits manufacturés, dont :
-
3 Mt pour le secteur construction/bâtiment ;
-
0,9 Mt pour le mobilier urbain ;
-
0,65 Mt dans l’agriculture ;
-
0,6 Mt dans les équipements industriels ;
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0,55...
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