Vliv fosfátování na výsledné povrchové vlastnosti vybraných konstrukčních ocelí

Abstract

Cílem této diplomové práce bylo analyzovat vliv obsahu chromu v konstrukčních ocelích na průběh fosfátovacího procesu se zaměřením na selhání aktivačního kroku a na morfologii vzniklé fosfátové vrstvy. Bylo použito šest referenčních materiálů s odstupňovaným obsahem chromu – ocel s nejnižším (0,053 %) a nejvyšším (1,044 %) obsahem chromu. Morfologie povrchů byla hodnocena pomocí optické mikroskopie a SEM, chemické složení a fázové zastoupení pak prostřednictvím EDS a XRD. Polarizační měření prokázala vodivý charakter vrstev bez výrazného bariérového efektu. Výsledky ukázaly, že nízký obsah chromu umožňuje vznik větších aktivačních zárodků a následnou tvorbu kompaktní, jemnozrnné vrstvy kvádrovitého tvaru krystalů, zatímco vyšší obsah chromu vede k pasivaci povrchu, menším a méně početným aktivačním místům a k tvorbě hrubších lamelárních či oblých krystalů díky dominanci fáze fosfofylitu. Orientace vzorků v lázni ovlivnila rychlost a homogennost přírůstku plošné hmotnosti vrstvy.

The aim of this thesis was to analyze the influence of chromium content in structural steels on the phosphating process, with a special focus on activation failure and the morphology of the resulting phosphate layer. Six reference materials with graded chromium contents were used, ranging from the lowest (0.053 % Cr) to the highest (1.044 % Cr). Surface morphology was assessed by optical microscopy and SEM, while chemical composition and phase distribution were determined by EDS and XRD. Polarization measurements confirmed the conductive nature of the layers, indicating no significant barrier effect. The results showed that low chromium content promotes the formation of larger activation nuclei and the subsequent development of a compact, fine-grained phosphate layer with prismatic (block-shaped) crystals, whereas higher chromium content leads to surface passivation, fewer and smaller activation sites, and the growth of coarser lamellar or rounded crystals due to the dominance of the phosphophyllite phase. The orientation of samples in the bath was found to affect both the rate and uniformity of the layer’s mass gain.