강철 아연 도금:"충격" 산화 보호

스테인리스보다 아연도금강을 선택하는 이유는 무엇입니까?

무언가가 우리를 행동으로 이끌 때 우리는 "아름다운" 상태라고 말합니다. 아연도금강판 이라는 용어를 사용할 때 이것은 무엇을 의미합니까? 아니면 금속?

결과는 충격에 관한 것입니다.

철 금속은 철을 포함하며 세계 금속 제조의 90%를 차지합니다. 철은 밀도가 높고 강하며(탄소와 혼합되어 강철이 됨) 풍부하고 정제하기 쉽습니다. 이러한 특성으로 인해 우리가 산업 및 건물에 사용하는 가장 중요한 금속이 됩니다.

그러나 철과 그 합금의 대부분은 공기와 물에 노출될 때 녹이 발생하기 쉽습니다. 부식 방지는 철 금속 설계의 일부입니다. 때때로 이러한 보호는 합금 유형에서 올 수 있습니다. 예를 들어 스테인리스 스틸에는 부식에 대한 화학적 보호를 위해 크롬 및 기타 요소가 있습니다. 그러나 이러한 추가는 기계적 특성을 변경할 수 있습니다. 그들은 또한 비쌀 수 있습니다. 때로는 분말 코팅, 페인트 또는 오일 처리와 같은 실런트가 사용됩니다.

아연 도금 강철은 훨씬 더 일반적이지만 덜 이해되고 있습니다. 아연 도금 강판은 어떻게 만드나요? 철 금속이 작동하도록 박차를 가합니까? 아연도금강은 녹이 슬나요? 아연도금강과 알루미늄, 스테인리스강은 언제 사용합니까?

아연 도금 강철이란 무엇입니까?

아연 도금은 강철 또는 철에 아연 코팅을 적용하여 철 금속을 부식으로부터 보호하는 장벽을 만드는 과정입니다. 아연 층은 물과 공기가 강철 표면에 도달하는 것을 차단함으로써 물리적으로 작용하고, 음극 보호를 제공함으로써 화학적으로 작용합니다. 이 보호는 우리를 행동으로 이끄는 은유적 "아연 도금"과 같은 전기 화학적입니다. 이 단어는 생체 전자기학의 선구자인 18세기 과학자 Luigi Galvani의 이름에서 따왔습니다.

아연 도금은 일반적으로 고온에서 수행됩니다. 페인팅이나 전기도금을 통해 아연 층을 추가할 수 있지만 이들 중 하나는 얇은 층만 생성합니다. 광택 표면은 두께가 3미크론에 불과합니다. 이와 같은 국소 적용은 내식성이 중요한 실외 적용 분야에서 취약합니다.

진정한 아연 도금은 고열에서 발생하며 아연, 산소 및 이산화탄소 간의 화학적 상호 작용에 의존합니다. 3개는 온도에서 반응하여 일반적으로 두께가 50미크론이고 실외 위치에서 훨씬 더 내구성이 강한 짙은 회색의 탄산 아연 층을 생성합니다.

아연 도금된 강철은 녹슬나요?

"아연 도금 강철이 녹슬까요?" 대답은 예입니다... 어느 정도는 조건에 따라 다릅니다. 아연 도금 강철이 녹이는 정도는 보호용 아연 코팅의 두께(아래에서 더 자세히 설명함)와 부식 환경의 유형에 따라 달라집니다.

아연도금강은 어떤 조건에서 녹슬까요? 가장 흔한 것들은 높은 습도, 습하거나 흠뻑 젖은 환경, 공기 또는 물의 염분, 이끼 및 산을 포함합니다. 그러나 아연 도금은 또한 콘크리트, 모르타르, 납, 주석, 아연 및 알루미늄과의 접촉에 대한 우수한 내성을 제공합니다.

아연 도금은 녹 발생을 방지하는 데 도움이 됩니다. 그것은 강철이나 철의 산화로부터 보호하기 위해 아연의 산화에 의존합니다. 적절한 조건에서 아연 도금 강철은 최대 50년 동안 녹슬지 않습니다. 녹 또는 철 금속의 산화가 중단됩니다. 그러나 아연에서는 여전히 산화가 일어나고 있습니다(이것을 녹이라고 하지 않는다는 것입니다.)

아연이 산화에 의해 모두 변환되면 더 이상 보호되지 않고 강철이 뭉개집니다.

용융 아연도금

용융 아연 도금은 아연 도금의 가장 일반적인 형태입니다. 이 방법에서 강철 또는 철 부품은 잔해와 밀스케일을 제거한 다음 840°F 근처의 온도에서 아연 또는 아연 합금 수조로 내립니다. 강철은 동일한 온도가 될 때까지 수조에 그대로 두었다가 들어 올려 냉각합니다. 이 냉각은 최종 제품의 의도된 모양에 따라 빠르게 또는 느리게 수행될 수 있습니다.

아연 도금은 알루미늄이 첨가된 아연 수조에서 아연 도금하는 과정입니다. 금속이 여전히 뜨거운 동안 전체 제품이 열처리되어 아연-철 합금의 여러 층을 형성합니다. 알루미늄을 첨가하고 열처리를 하면 결과적으로 강철이 더 나은 용접성을 갖게 됩니다. 아연 도금 강철은 일반적으로 붉은 녹과 같은 녹청을 형성하지만 보호되지 않은 철 합금이 부식되는 방식을 부식시키지는 않습니다.

건식 아연 도금

아연 아연 도금의 덜 일반적인 방법은 건식 아연 도금입니다. 이 공정은 이 방법을 개발한 야금학자 Sherard Cowper-Coles의 이름을 따서 Sherardizing이라고도 합니다. 이 기술에서 작은 강철 부품은 온도와 회전으로 인해 아연이 강철 표면에 화학적으로 융합될 때까지 아연 먼지 및 모래와 함께 닫힌 회전 드럼에서 가열됩니다. 그런 다음 부품이 담금질됩니다. 작은 부품이나 내부 표면이 용융에 의해 닿지 않는 부품에 자주 사용됩니다.

스팽글

아연 도금 강철의 전통적으로 인식할 수 있는 특징 중 하나는 표면의 반짝임입니다. 모든 금속은 단단히 뭉쳐진 눈송이처럼 결정 형태로 얼어붙습니다. 대부분의 금속에서 이 결정립은 너무 작아서 볼 수 없거나 식각 없이는 결정립 경계가 명확하지 않습니다. 아연 합금 아연 도금을 통해 사람들은 금속이 동결되는 동안 형성되는 결정화 패턴을 볼 수 있습니다.

스팽글 모양과 크기는 용융 아연 도금 후 냉각 조건에 힌트를 줄 수 있습니다. 표면이 더 천천히 얼어붙을수록 결정 입자가 커지며 종종 깃털이나 잎사귀 모양으로 나타납니다. 더 낮은 온도로 빠르게 냉각하면 입자가 더 작고, 더 규칙적이거나, 상자 모양으로 될 수 있습니다.

가장 눈길을 끄는 스팽글의 대부분은 종종 아연 합금에 소량의 납이나 주석으로 만들어집니다. 이러한 추가 기능은 표면을 가로질러 깃털과 같은 모양이 늘어나도록 조장하는 동결 과정인 수상 돌기 같은 입자 생성을 허용합니다. 무연 아연 도금의 개발로 강철에서 얼어붙는 아연 코팅이 만들어졌습니다. 이러한 무연 합금은 너비가 0.5mm보다 작을 수 있는 더 둥근 스팽글을 생성할 수 있습니다. 합금과 동결 조건 사이의 상호 작용은 숙련된 아연 도금 처리기가 최종 제품의 스팽글 크기와 모양에 영향을 줄 수 있음을 의미합니다.

갈바닉 부식 및 희생 양극

아연 도금 공정은 물리적 장벽을 만들기 위해 금속 주위에 아연 껍질을 만드는 문제가 아닙니다. 그렇다면 다른 금속이 사용될 수 있습니다. 오히려 아연은 "음극 보호"라는 화학 공정을 통해 보호합니다.

매우 다른 전위를 가진 두 금속을 전해질 수조에 함께 넣으면 전기화학 반응에서 양극과 음극으로 작용하기 시작하여 전류를 생성합니다. 두 금속 중 가장 "활성"인 양극은 전자를 제공하기 때문에 단독일 때보다 더 빨리 부식됩니다. 이 양극 내의 전자가 박리된 분자는 화학적으로 불안정하며 환경에서 화학 물질과 안정한 분자를 형성하려고 하여 산화물 및 기타 부식 생성물을 생성합니다. 배터리는 이러한 형태의 갈바닉 부식을 사용하여 전류를 생성합니다.

금속은 양극 지수의 반응성에 따라 분류됩니다. 금속 중에서 가장 불활성이거나 수동적인 금은 기준 물질로 사용됩니다. 다른 모든 금속에는 금이 포함된 전해질 욕조에 있을 때 전압을 나타내는 숫자가 지정됩니다. 이 지수는 금속을 가장 수동적인 것부터 가장 적극적인 것으로 분류하는 갈바닉 척도의 기초입니다.

아연 도금에서 양극 금속인 아연은 강철 또는 철을 덮습니다. 그것은 실런트로 작동하지만 덮개에 핀 홀이 있는 경우 아연의 전기화학적 희생은 두 금속 중 활성이 더 높기 때문에 아연이 먼저 부식됨을 의미합니다. 더 양극성 금속을 보호하는 양극성 금속의 이러한 특성은 해수에 잠겨 부식의 위험이 있는 보트 선체에 의도적으로 사용됩니다. 아연이라고도 하는 이러한 희생 양극은 일반적으로 선체에 볼트로 고정됩니다. 종종 아연 부품은 프로펠러 또는 기타 장치의 설계에 포함됩니다.

아연은 철이 있는 곳에서 빨리 희생되지만 너무 빨리 희생되지는 않습니다. 갈바닉 스케일을 보면 알루미늄, 마그네슘 및 베릴륨이 "더 활동적"일 수 있으므로 보호할 수 있습니다. 그러나 알루미늄은 강철에 결합하기가 더 어렵고 더 비싸며 희생 양극뿐만 아니라 기능을 하기에는 양극 지수에 너무 가깝습니다. 반면에 마그네슘은 훨씬 빨리 용해되며 많은 환경에서 반응성이 더 커질 수 있습니다. 아연은 또한 유기물 또는 박테리아 분해로부터 보호하는 이점이 있습니다. 베릴륨은 희귀하고 비싸며 매우 불안정합니다.

아연 도금 강철 마감

아연이 수산화아연으로 분해되면서 아연도금강판에 백청이 형성될 수 있습니다. 이 "녹"은 실제로 아연 부식의 산물이지만 정상적인 조건에서는 보호되지 않은 강철이 산화하는 것보다 훨씬 느린 속도로 발생합니다. 이 과정을 더 느리게 하기 위해 때로는 아연 도금 금속에 기름을 바르거나 때로는 크롬을 부동태화하여 최종 밀봉 층을 만듭니다. 이 유성 또는 부동태화 금속은 도색하거나 달리 마감할 수 없지만 많은 기후에서 수십 년 동안 보기 좋고 구조적으로 더 오래 지속됩니다. 아연 도금 강판은 페인트가 빨리 마모될 수 있는 기름칠 작업 부품에 유용합니다.

페인트 또는 분체 도장의 미학이 선호되는 응용 분야에서 아연 도금 강판은 코팅되지 않은 상태로 남을 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 각 접근 방식의 비용 절감을 유지하기 위해 항목이 아연도금 또는 도색이 아닌 둘 다입니다.

아연 도금 강철 대 알루미늄 대 스테인리스 강

아연 도금은 잠재적인 부식 요소에 노출될 금속을 보호하는 데 도움이 되는 비용 효율적인 방법입니다. 알루미늄과 스테인리스 스틸은 강하고 부식에 강한 금속이 필요한 용도에도 사용됩니다. 아연이 너무 많으면 독성이 있을 수 있고 산과 열이 아연을 동원할 수 있기 때문에 조리기구, 기구 및 건강 관리에 더 나은 선택입니다. 아연 도금 강철의 둔한 회색 반짝이가 이상적이지 않은 곳에서는 더 빛나고 적응력이 뛰어난 미학을 나타냅니다.

알루미늄과 스테인리스는 각각 비용이 더 많이 들고 기계적 특성이 강철과 동일하지 않습니다. 기계적 특성, 미적 또는 금속 중량이 중요한 응용 분야의 경우 더 비싼 재료가 최적의 선택일 수 있습니다. 표준 강철의 기능이 필요한 다른 장소에서는 아연 도금 공정이 저렴한 비용으로 내후성에 이상적입니다.