Fiche technique n° 12
Le zinc pur est un métal assez mou. Pourtant, une couche de zinc appliquée par galvanisation à chaud sur de l’acier est presque toujours plus dure que les revêtements organiques. Comment se fait-il que l’acier galvanisé à chaud soit très résistant aux rayures et aux chocs ? Pour répondre à cette question, nous devons d’abord expliquer comment se forme une couche de zinc.
ADHÉSION MÉTALLURGIQUE
Lorsqu’il est plongé dans un bain de zinc, la surface de l’acier prend rapidement la température du zinc fondu (environ 450 °C). Dès que la température de l’acier dépasse environ 200 °C, une réaction de diffusion se produit entre les deux métaux. Cela entraîne la formation de couches d’alliage zinc-fer à la surface de l’acier. Le zinc est ainsi métallurgiquement ancré à la surface de l’acier. Il en résulte une adhérence optimale. Lorsque l’acier est retiré du bain de zinc, il emporte avec lui le zinc liquide chaud du bain. Cette couche de zinc pur se solidifie au-dessus des couches d’alliage zinc-fer. La couche de zinc thermo-zinguée est donc composée de 3 couches d’alliage zinc-fer et d’une couche supérieure de zinc pur (voir illustration 1).
Figure 1 :
Micrographie de la structure caractéristique d’une couche de zinc sur un objet en acier
LA DURETÉ DU ZINC
Malgré leur très forte teneur en zinc, les couches d’alliage zinc-fer sont 3 à 5 fois plus dures que la couche supérieure de zinc pur. Elles sont aussi généralement plus de 50 % plus dures que le substrat en acier (voir figure 2). La couche de galvanisation est donc composée de couches d’alliage zinc-fer particulièrement dures et d’une couche supérieure de zinc pur relativement beaucoup plus molle.
La couche supérieure molle de zinc-fer amortit donc la charge mécanique causée, par exemple, par des coups ou des chocs, la force exercée sur les couches d’alliage. La probabilité de dommages est donc relativement faible. Ce n’est qu’en cas de charges ponctuelles importantes et très localisées, lorsque l’acier et donc le substrat plus mou se déforment, que les couches d’alliage dur peuvent se fissurer et se détacher.
La grande dureté des couches d’alliage garantit également une excellente résistance aux rayures. Ce n’est pas pour rien que, par exemple, les escaliers, les brouettes, les bennes de chargement, les camions à benne et les étables sont galvanisés à chaud. De plus, le traitement thermique (immersion dans le zinc à 450°C) n’affecte pas les propriétés mécaniques de l’acier.
Figure 2 :
Cette figure montre la dureté de l’acier, des couches d’alliage zinc-fer et de la couche de zinc pur (également appelée couche de solidification).
EN ISO 1461
Revêtement galvanisé à chaud sur des objets en fer et en acier - Spécifications et méthodes d’essai.
