아연 도금 강철 대 스테인레스 스틸: 올바른 금속 선택

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1. 소개

아연 도금 강철 대 스테인레스 스틸 현대 산업에서 가장 널리 사용되는 부식성 금속 중 하나입니다..

다리 및 고층 건물에서 주방 장비 및 화학 탱크까지, 이 재료는 내구성을 보장하는 데 중심적인 역할을합니다, 안전, 까다로운 환경에서의 미적 무결성.

기초 금속을 부식으로부터 보호하기위한 그들의 공유 목표는 한 눈에 비교할 수 있습니다..

하지만, 그들의 화학 성분, 보호 메커니즘, 기계적 특성, 그리고 비용 구조 크게 다릅니다.

이러한 차이는 건설에 적합한 재료를 선택할 때 중요해집니다., 조작, 또는 인프라 프로젝트.

2. 아연 도금 강철은 무엇입니까?

구성

아연 도금 강철은 주로 기본 탄소강으로 구성됩니다., 일반적으로 철을 주요 요소로 포함합니다, 소량의 탄소와 함께 (보통보다 적습니다 2%).

망간과 같은 다른 미량 요소, 규소, 황, 그리고 인은 또한 탄소강베이스에도 존재할 수 있습니다..

아연 도금 강철의 정의 특징은입니다 아연 코팅 표면에 적용됩니다. 아연 코팅은 아연 도금 프로세스 및 응용 요구 사항에 따라 두께가 범위 일 수 있습니다..

제조 공정

핫 다프 아연 도금:

이것은 아연 도금의 가장 일반적인 방법입니다. 이 과정에서, 탄소강은 먼저 먼지를 제거하기 위해 철저히 청소됩니다., 기름, 그리고 녹.

그런 다음 약 450 ° C에서 용융 아연 욕조에 담그는 것입니다..

이 고온에서, 일련의 화학 반응이 발생합니다, 강철 표면에 여러 층의 아연-철 합금 형성, 순수한 아연 층을 얹었습니다.
코팅의 두께는 다를 수 있습니다, 그러나 구조적 응용의 경우, 종종 다양합니다 85-100 마이크로 미터. Hot-Dip 아연 도금 강철은 뛰어난 장기 부식 보호를 제공합니다.

전자-galvanizing:

전기 도금이라고도합니다, 아연 이온을 함유 한 용액을 통해 전류를 전달하는 것이 포함됩니다..
강철 성분은 음극 역할을합니다, 아연 양극이 용액에 배치됩니다.
전류가 흐르기 때문에, 아연 이온은 강철 표면에 증착됩니다., 얇고 균일 한 코팅을 만듭니다, 보통 사이 5-15 마이크로 미터 두께.
전자-갤버트 스틸은 핫 다프 아연 도금 강에 비해 매끄러운 표면 마감을 제공하지만 더 얇은 코팅으로 인해 내식성이 낮습니다..

아연의 희생적 양극 행동을 통한 보호

아연 도금 강의 부식 보호는 아연의 희생적 양극 행동에 기초합니다.. 아연은 철보다 전기 화학적으로 더 활성입니다.

아연 도금 강철이 전해질에 노출 될 때, 공기 또는 물의 수분과 같은, 아연 코팅은 기본 강철보다 우선적으로 부식됩니다.

아연 부식으로, 산화 아연과 수산화 아연 층을 형성합니다., 물리적 장벽 역할을합니다, 강철을 더 보호합니다.

이 희생 작용은 아연 코팅이 완전히 소비 될 때까지 계속됩니다..

아연 도금 강철 등급

아연 도금 강철은 다양한로 제공됩니다 성적 기본 강철 특성 및 아연 코팅 두께에 따라. 가장 자주 사용되는 것 중 일부는 다음과 같습니다:

등급	기준	코팅 방법	주요 속성	일반적인 응용 프로그램
G90	ASTM A653	핫 다프 아연 도금	0.90 오즈/ft² 아연 (~ 76 μm 총); 좋은 외부 부식 보호	지붕 이기, HVAC 덕트, 프레임 멤버
G60	ASTM A653	핫 다프 아연 도금	0.60 오즈/ft² 아연 (~ 51 μm 총); 적당한 부식 저항	자동차 부품, 실내 프레임
Z275	안에 10346	핫 다프 아연 도금	275 g/m² 아연 (~ 20 μm/측); 유럽에서 널리 사용됩니다	클래딩, 구조 프로파일, 가드 레일
예를 들어	ASTM A879 / 그는 G3313	전자-가사 화	5–25 μm 코팅; 부드러운 마무리, 제한된 야외 내구성	자동차 몸, 가전 제품, 가벼운 인클로저

메모: "G"지정 (예를 들어, G90) 평방 피트 당 총 아연 코팅 중량을 나타냅니다., "Z"지정이 있습니다 (예를 들어, Z275) 평방 미터당 그램을 나타냅니다.
코팅 두께는 부식 저항과 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.

3. 스테인레스 스틸이란 무엇입니까??

스테인레스 스틸 부식에 대한 탁월한 저항으로 알려진 철 기반 합금입니다., 고강도, 그리고 다양성.

아연 도금 강철과 달리, 외부 아연 코팅에 따라 다릅니다, 스테인레스 스틸은 내부 합금 요소에서 부식 저항을 유발합니다., 가장 주목할만한 크롬 (Cr).

산소에 노출 될 때, 크롬은 표면에 수동 산화물 필름을 형성하여자가 치유 보호 장벽으로 작용합니다..

핵심 구성

스테인레스 스틸은 적어도 포함되어야합니다 10.5% 크롬,

많은 등급에는 다음과 같은 요소도 포함됩니다 니켈 (~ 안에), 몰리브덴 (모), 망간 (MN), 규소 (그리고), 그리고 탄소 (기음) 기계를 향상시키기 위해, 열의, 및 부식 방지 특성.

다음은 널리 사용되는 것의 전형적인 구성입니다 유형 304 스테인레스 스틸:

요소	일반적인 콘텐츠 (wt%)	기능
철 (Fe)	균형	구조적 기본 재료
크롬 (Cr)	18.0–20.0%	부식성을위한 수동 필름을 형성합니다
니켈 (~ 안에)	8.0–10.5%	산성 환경에 대한 연성과 저항성을 향상시킵니다
탄소 (기음)	≤ 0.08%	힘을 향상시킵니다 (탄화물 형성을 방지하기 위해 제한)
망간 (MN), 규소 (그리고)	≤ 2.0%, ≤ 1.0%	탈산제, 강인함과 힘을 향상시킵니다

다른 등급 316 스테인레스 스틸, 2–3% 포함 몰리브덴, 클로라이드와 가혹한 화학 물질에 대한 내성을 더욱 향상시킵니다.

스테인레스 스틸 제조 공정

스테인레스 스틸의 생산은 고온 야금 변환을 포함하는 다단계 공정입니다., 정밀 형성, 표면 처리. 아래는 개요입니다:

녹고 합금

철광석과 같은 원료, 스크랩 스틸, 크롬, 그리고 니켈은 함께 녹아 있습니다 전기 아크로 (EAF) 또는 기본 산소 용광로.

일단 녹은 후, 원하는 합금 조성을 달성하기 위해 정확한 화학적 조정이 이루어집니다..

주조

녹은 합금은입니다 깁스 다음과 같은 반제품 형식으로 슬래브, 빌릿, 또는 꽃. 그런 다음 최종 사용 요구 사항에 따라 추가로 처리됩니다..

뜨겁고 냉기 롤링

뜨거운 롤링 두께를 줄이고 곡물 구조를 정제하기 위해 재결정 화 온도 위에서 수행됩니다..
콜드 롤링 개선을 위해 실온에서 수행됩니다 표면 마감, 기계적 강도, 그리고 치수 정확도.

형성 및 제조

스테인리스 스틸은 스탬핑을 통해 형성 될 수 있습니다, 그림, 굽힘, 또는 압출. 다양한 등급은 다양한 수준의 형성성을 제공합니다. 304는 우수한 연성으로 유명합니다., ~하는 동안 430 더 단단합니다.

표면 마감

마무리합니다 2비 (콜드 롤, 매트), 아니요. 4 (브러시), 그리고 아니요. 8 (거울) 미적 또는 기능적 요구 사항에 따라 적용됩니다.

다음과 같은 추가 프로세스 패시베이션 오염 물질을 제거하고 산화 크롬을 향상시키는 데 사용될 수 있습니다..

결정 구조에 의한 분류

스테인레스 스틸은 광범위하게 분류됩니다:

오스테 나이트 (예를 들어, 304, 316): 비기성, 높은 부식 저항, 탁월한 형성성
페라이트 (예를 들어, 430): 자기, 적당한 부식 저항, 좋은 열전도율
Martensitic (예를 들어, 410): 열처리에 의해 강화됩니다, 부식 저항이 낮습니다
이중 (예를 들어, 2205): 오스테 나이트와 페라이트의 특징을 결합합니다, 탁월한 강도와 염화물 내성

4. 아연 도금 강과 스테인리스 스틸의 부식 저항

부식 저항은 아연 도금 강철과 스테인레스 스틸에 대한 특징입니다., 그러나 그들은 근본적으로 다른 메커니즘을 통해 그것을 달성하고 다양한 환경 조건에서 독특한 성능 프로파일을 나타냅니다..

부식 방지 메커니즘

재료	부식 방지 메커니즘
아연 도금 강	희생적 양극 보호: 아연 코팅은 기본 강철을 보호하기 위해 우선적으로 부식됩니다.
스테인레스 스틸	수동 보호: 크롬은 안정적인 형성을 형성합니다, 추가 산화를 방지하는자가 복장 산화물 필름.

다양한 환경에서의 성능

대기 조건

도시의 & 시골의:
두 재료 모두 저온 지역에서 적절하게 수행됩니다. 하지만, 시간이 지남에 따라, 아연 도금 코팅은 저하됩니다 풍화로 인해, 특히 수분과 Co₂에 노출 된 경우.
산업 분위기:
스테인레스 스틸, 특히 316 등급, 높은 수준의 SO₂가있는 환경에서 탁월합니다, 노스, 그리고 다른 산성 오염 물질.
아연 층에 대한 산성 공격으로 인해 아연 도금 강철이 빠르게 악화됩니다..
해양 환경:
소금이 가득한 공기는 아연 부식을 가속화합니다. 아연 도금 강 일반적으로 지속됩니다 5–10 년 해안 근처.
대조적으로, 316 스테인레스 스틸 견딜 수 있습니다 25–50+ 년 같은 조건에서.

소금 스프레이 테스트 (ASTM B117)
표준화 된 가속 부식 테스트:

핫 다프 아연 도금 강철: 500빨간 녹이 나타나기 –1,000 시간
304 스테인레스 스틸: >1,500 시간 (녹지)
316 스테인레스 스틸: >2,000 시간 (녹지)

물 노출

환경	아연 도금 강	스테인레스 스틸
담수	pH가 중성이면 우수한 저항	탁월한 부식 저항
단단한/알칼리성 물	아연은 스케일 퇴적물을 형성하기 위해 반응 할 수 있습니다	스테인레스 스틸에 미치는 영향
바닷물 / 해수	몇 년 안에 빠른 아연 분해	316 장기 사용에 권장됩니다

화학적 노출

아연 도금 강: 산에 취약합니다 (예를 들어, hydrochloric, 황의), 알칼리 환경은 아연 층을 제거 할 수 있습니다.
스테인레스 스틸: 더 넓은 화학 저항을 제공합니다. 유형 304 유기산과 온화한 화학 물질에 저항합니다, ~하는 동안 316 강한 산에 저항합니다, 알칼리, 그리고 클로라이드.

화학 노출 환경의 부식 속도 (근사치를 내다, mm/년)

화학 매체	아연 도금 강	304 스테인레스 스틸	316 스테인레스 스틸
1% 염산 (HCL)	> 0.50	~ 0.05	~ 0.01
10% 아세트산	~ 0.10	< 0.01	< 0.005
3.5% 염화나트륨 (NaCl)	0.15 - 0.30	~ 0.01	< 0.005
10% 수산화 나트륨 (나오)	적당한 부식	좋은 저항	우수한 저항
이산화황 (그래서) 대기	중대한 분해	최소 효과	우수한 저항

시간이 지남에 따라 내구성

아연 도금 철강 수명:

- 실내 건조 조건: 50+ 연령
- 적당한 야외 노출: 15–25 년
- 해안/산업 구역: <10 연령 유지 보수없이

스테인레스 스틸 수명:

- 304 봄 여름 시즌: 50+ 연령 일반적인 환경에서
- 316 봄 여름 시즌: 75+ 연령 해양 및 산업 구역에서

현지화 된 부식 위험

부식의 형태	아연 도금 강	스테인레스 스틸
구덩이	클로라이드로 보통	심한 304, 낮은 316
틈새 부식	촉촉한 틈새의 위험이 높습니다	낮은 위험 316
응력 부식 균열	희귀한	클로라이드의 위험 + 긴장
곡물 간 부식	아니요	저 C 등급으로 예방할 수 있습니다

5. 아연 도금 강과 스테인레스 스틸의 기계적 특성

기계적 특성은 하중 부담에 대한 재료의 적합성을 결정하는 데 중추적 인 역할을합니다., 충격 저항, 장기 구조적 무결성.

비교 테이블: 기계적 특성

재산	아연 도금 강(가벼운 강철베이스)	304 스테인레스 스틸	316 스테인레스 스틸
인장 강도	270–500 MPa	515–750 MPa	520–770 MPa
항복 강도	180–350 MPa	~ 205 MPa	~ 215 MPa
휴식시 신장	20–30%	40–45%	40–50%
경도 (브리넬)	~ 120 HB	~ 201 HB	~ 217 HB
충격 저항	보통의	높은	높은
피로의 힘	낮추다 (주기적 하중에는 이상적이지 않습니다)	우수한 피로 저항	우수한 피로 저항

6. 제작, 가공 & 아연 도금 강과 스테인리스 스틸의 용접성