Fe-Zn系状態図について

質問

亜鉛メッキの表面処理についてまだ新人なので教えてください。
溶融亜鉛メッキや電気亜鉛メッキなどがありますが、気になるのがボルトなどの表面に鉄と亜鉛の混合粒を投射してボルト表面に亜鉛のメッキ層を形成する表面処理技術です。色々調べるうちにFe-Znの状態図を見つけました。
Fe-Znの状態図を見ましたが、私が見たのは下限温度が300℃でした。

?それ以下の温度の状態図はないのでしょうか？
?亜鉛ﾒｯｷ線などで実際に合金層の各層の判断の仕方はどのように行えばいいのでしょうか？
?粒をぶつけてメッキ層を形成するには、どのような状態(純亜鉛？合金層？温度？など)の粒をぶつけるとボルト表面に最適なメッキ層(合金層？)が形成されるのでしょうか？

あまりよくわからないのでどなたか教えて頂けますと助かります。

回答No.1

noname#230359

通常の状態図は「平衡状態図」、つまり「エネルギー的に最も安定な状態」を示している。例えば鉄鋼材料の焼きなまし組織は状態図で概ね説明できる。急冷組織である焼入組織は安定状態ではないので、状態図では全く説明できない。

各温度での安定状態に達するためには、その温度で(特に原子の移動が遅くなる低温ほど)長時間保持する必要がある。このため実験で作成した状態図は、多くの場合300～500℃以下は表示されていない。室温まで明確に表示してある状態図は、ほとんどの場合計算状態図である。

溶融めっきの組織は状態図で説明できる可能性が高いが、電気めっきや粒子衝突によるめっき組織は非平衡状態であることがほとんどなので、状態図では説明できない。

純亜鉛溶融めっきの場合、亜鉛めっき表面から内部への相変化は、Fe-Zn状態図の浴温度の位置における純亜鉛相から純鉄側への相の変化になっている。もしその通りになっていなければ、保持時間が短く安定状態に達していないと考えられる。

粒子衝突によるめっきの適正条件は、実験的に求めるしかない。