ZINC SOLUBILITY MEASUREMENTS AND THERMODYNAMIC EVALUATION OF Zn-Pb-Bi TERNARY SYSTEM

Abstract

Bismuth may be used in place of lead to confer spangle on hot dipped galvanized components and to decrease the melt viscosity to facilitate drainage of the liquid alloy. A thermodynamic model of the Zn-Pb-Bi ternary alloy system has therefore been developed based on the computed phase diagrams for Bi-Pb, Pb-Zn and Bi-Zn. The observed diagrams are well reproduced with self-consistent sets of compatible thermodynamic data. Experimental work in the form of zinc solubility measurements in the molten Bi-Pb rich alloy was performed to refine the treatment of the ternary molten phase. Computations of phase equilibrium can now be made in the Zn-Pb-Bi system for all compositions and temperatures of interest in hot dip galvanizing from entirely liquid to entirely solid.On peut remplacer le plomb par le bismuth pour donner de la brillance aux éléments galvanisés par immersion à chaud ainsi que pour diminuer la viscosité du bain afin de faciliter le drainage de l’alliage liquide. On a donc développé un modèle thermodynamique du système d’alliage ternaire Zn- Pb-Bi basé sur le calcul des diagrammes de phase de Bi-Pb, Pb-Zn et Bi-Zn. Les diagrammes observés sont bien reproduits avec des ensembles auto-cohérents de données thermodynamiques compatibles. On a effectué le travail expérimental sous forme de mesures de solubilité du zinc dans l’alliage fondu riche en Bi-Pb afin de raffiner le traitement de la phase ternaire fondue. On peut maintenant effectuer des calculs d’équilibre de phase dans le système Zn-Pb-Bi pour toutes les compositions et toutes les températures d’intérêt de la galvanisation depuis l’état entièrement liquide à l’état entièrement solide.