1. Introdução
Aço galvanizado vs aço inoxidável são dois dos metais mais utilizados resistentes à corrosão em toda a indústria moderna.
De pontes e arranha-céus a equipamentos de cozinha e tanques químicos, Esses materiais desempenham um papel central para garantir a durabilidade, segurança, e integridade estética em ambientes exigentes.
Seu objetivo compartilhado - proteger o metal subjacente da corrosão - os faz comparáveis à vista.
No entanto, deles Composições químicas, mecanismos de proteção, propriedades mecânicas, e estruturas de custo diferir significativamente.
Essas diferenças se tornam críticas ao selecionar o material certo para a construção, fabricação, ou projetos de infraestrutura.
2. O que é aço galvanizado
Composição
O aço galvanizado é composto principalmente por um aço carbono de base, que normalmente contém ferro como o elemento principal, junto com pequenas quantidades de carbono (geralmente menor que 2%).
Outros elementos de traço, como manganês, silício, enxofre, e fósforo também pode estar presente na base de aço carbono.
A característica definidora do aço galvanizado é o revestimento de zinco aplicado à sua superfície. O revestimento de zinco pode variar de espessura, dependendo do processo de galvanização e dos requisitos de aplicação.
Processos de fabricação
Galvanização a quente:
Este é o método mais comum de galvanização. Neste processo, O aço carbono é primeiro limpo para remover a sujeira, óleo, e ferrugem.
É então imerso em um banho de zinco fundido a aproximadamente 450 ° C.
Nesta alta temperatura, Uma série de reações químicas ocorrem, formando várias camadas de ligas de ferro de zinco na superfície do aço, coberto com uma camada de zinco puro.
A espessura do revestimento pode variar, Mas para aplicações estruturais, muitas vezes varia de 85-100 micrômetros. O aço galvanizado de mergulho quente oferece excelente proteção contra corrosão a longo prazo.
Eletro-galvanização:
Também conhecido como eletroplatação, envolve passar uma corrente elétrica através de uma solução contendo íons de zinco.
O componente de aço atua como o cátodo, enquanto um ânodo de zinco é colocado na solução.
Como os fluxos de corrente, Os íons de zinco são depositados na superfície do aço, criando um revestimento fino e uniforme, geralmente entre 5-15 micrômetros de espessura.
O aço eletro-galvanizado oferece um acabamento superficial mais suave em comparação com o aço galvanizado a quente, mas tem menor resistência à corrosão devido ao revestimento mais fino.
Proteção via comportamento anódico de sacrifício de zinco
A proteção contra corrosão do aço galvanizado é baseado no comportamento anódico de sacrifício do zinco. O zinco é mais eletroquimicamente ativo que o ferro.
Quando o aço galvanizado é exposto a um eletrólito, como umidade no ar ou água, O revestimento de zinco corroa preferencialmente sobre o aço subjacente.
Como o zinco corroa, forma uma camada de óxido de zinco e hidróxido de zinco, que atuam como uma barreira física, protegendo ainda mais o aço.
Esta ação de sacrifício continua até que o revestimento de zinco seja completamente consumido.
Graus comuns de aço galvanizado
O aço galvanizado está disponível em uma variedade de notas Dependendo das propriedades de aço base e da espessura do revestimento de zinco. Alguns dos mais frequentemente usados incluem:
| Nota | Padrão | Método de revestimento | Propriedades -chave | Aplicações típicas |
| G90 | ASTM A653 | DIP a quente galvanizado | 0.90 Oz/Ft² Zinco (~ 76 μm total); boa proteção de corrosão externa | Telhado, Dutos HVAC, Membros de enquadramento |
| G60 | ASTM A653 | DIP a quente galvanizado | 0.60 Oz/Ft² Zinco (~ 51 μm Total); resistência moderada à corrosão | Componentes automotivos, Enquadramento interno |
| Z275 | EM 10346 | DIP a quente galvanizado | 275 G/m² Zinco (~ 20 μm/lado); amplamente utilizado na Europa | Revestimento, Perfis estruturais, guardrails |
| Por exemplo | ASTM A879 / Ele G3313 | Eletro-galvanizado | 5–25 μm de revestimento; acabamento suave, durabilidade limitada ao ar livre | Corpos de carro, aparelhos, gabinetes leves |
Observação: A designação "G" (Por exemplo, G90) refere -se ao peso total do revestimento de zinco por pé quadrado, enquanto designações “Z” (Por exemplo, Z275) denotar gramas por metro quadrado.
A espessura do revestimento afeta diretamente a resistência e o custo da corrosão.
3. O que é aço inoxidável?
Aço inoxidável é uma liga à base de ferro conhecida por sua resistência excepcional à corrosão, alta resistência, e versatilidade.
Ao contrário do aço galvanizado, que depende de um revestimento externo de zinco, Aço inoxidável deriva sua resistência à corrosão de seus elementos de liga interna, mais notavelmente cromo (Cr).
Quando exposto ao oxigênio, O cromo forma um filme de óxido passivo na superfície que atua como uma barreira protetora de autocura.
Composição do núcleo
Enquanto o aço inoxidável deve conter pelo menos 10.5% cromo,
Muitos notas também incorporam elementos como níquel (Em), molibdênio (MO), manganês (Mn), silício (E), e carbono (C) para melhorar mecânico, térmico, e propriedades resistentes à corrosão.
Aqui está a composição típica do amplamente utilizado Tipo 304 aço inoxidável:
| Elemento | Conteúdo típico (WT%) | Função |
| Ferro (Fe) | Equilíbrio | Material de base estrutural |
| Cromo (Cr) | 18.0–20,0% | Forma filme passivo para resistência à corrosão |
| Níquel (Em) | 8.0–10,5% | Aumenta a ductilidade e resistência a ambientes ácidos |
| Carbono (C) | ≤ 0.08% | Melhora a força (limitado para evitar a formação de carboneto) |
| Manganês (Mn), Silício (E) | ≤ 2.0%, ≤ 1.0% | Agentes desoxidantes, melhorar a resistência e a força |
Outros notas, como 316 aço inoxidável, Inclua 2-3% molibdênio, Aumentar ainda mais a resistência a cloretos e produtos químicos agressivos.
Processos de fabricação de aço inoxidável
A produção de aço inoxidável é um processo de várias etapas envolvendo transformação metalúrgica de alta temperatura, formação de precisão, e tratamentos de superfície. Abaixo está uma visão geral:
Derretimento e liga
Matérias -primas como minério de ferro, Sucata de aço, cromo, e níquel são derretidos juntos em um forno de arco elétrico (Eaf) ou Forno de oxigênio básico.
Uma vez fundido, Ajustes químicos precisos são feitos para alcançar a composição de liga desejada.
Elenco
A liga derretida é elenco em formas semi-acabadas, como lajes, tarugos, ou flores. Estes são então processados ainda mais, dependendo dos requisitos de uso final.
Rolando quente e frio
- Rolamento a quente é realizado acima das temperaturas de recristalização para reduzir a espessura e refinar a estrutura de grãos.
- Rolamento frio é feito à temperatura ambiente para melhorar acabamento superficial, força mecânica, e precisão dimensional.
Formação e fabricação
O aço inoxidável pode ser moldado por estampagem, desenho, flexão, ou extrusão. Diferentes notas oferecem níveis variados de formabilidade - 304 é conhecido por excelente ductilidade, enquanto 430 é mais rígido.
Acabamento superficial
Termina como 2B (Cold rolou, Matte), Não. 4 (escovado), e Não. 8 (espelho) são aplicados dependendo dos requisitos estéticos ou funcionais.
Processos adicionais, como passivação também pode ser usado para remover contaminantes e aprimorar a camada de óxido de cromo.
Classificação por estrutura cristalina
Aços inoxidáveis são amplamente categorizados em:
- Austenítico (Por exemplo, 304, 316): Não magnético, alta resistência à corrosão, Excelente formabilidade
- Ferrítico (Por exemplo, 430): Magnético, resistência moderada à corrosão, boa condutividade térmica
- Martensítico (Por exemplo, 410): Hardenable por tratamento térmico, menor resistência à corrosão
- Duplex (Por exemplo, 2205): Combina características de austenítico e ferrítico, excelente resistência à força e cloreto
4. Resistência à corrosão do aço galvanizado vs aço inoxidável
A resistência à corrosão é uma característica definidora para aço galvanizado e aço inoxidável, No entanto, eles o alcançam através de mecanismos fundamentalmente diferentes e exibem perfis de desempenho distintos em várias condições ambientais.
Mecanismos de proteção contra corrosão
| Material | Mecanismo de proteção contra corrosão |
| Aço galvanizado | Proteção anódica sacrificial: O revestimento de zinco corroa preferencialmente para proteger o aço subjacente. |
| Aço inoxidável | Proteção passiva: cromo forma um estável, filme de óxido de auto-preparação que impede mais oxidação. |
Desempenho em vários ambientes
Condições atmosféricas
- Urbano & Rural:
Ambos os materiais têm um desempenho adequado em áreas de baixa poluição. No entanto, ao longo do tempo, Os revestimentos galvanizados degradam devido ao intemperismo, especialmente se exposto a umidade e co₂. - Atmosferas industriais:
Aço inoxidável, particularmente 316 nota, se destaca em ambientes com altos níveis de SO₂, Nox, e outros poluentes ácidos.
O aço galvanizado se deteriora rapidamente devido a ataques ácidos na camada de zinco. - Ambientes marinhos:
O ar carregado de sal acelera a corrosão de zinco. Aço galvanizado normalmente dura 5–10 anos perto da costa.
Em contraste, 316 aço inoxidável pode suportar 25–50+ anos Sob as mesmas condições.
Teste de pulverização de sal (ASTM B117)
Um teste de corrosão acelerado padronizado:
- Aço galvanizado de mergulho quente: 500–1.000 horas antes do aparelho de ferrugem vermelha aparecer
- 304 aço inoxidável: >1,500 horas (Sem ferrugem)
- 316 aço inoxidável: >2,000 horas (Sem ferrugem)
Exposição à água
| Ambiente | Aço galvanizado | Aço inoxidável |
| Água doce | Boa resistência se o pH for neutro | Excelente resistência à corrosão |
| Água dura/alcalina | O zinco pode reagir para formar depósitos de escala | Efeito mínimo no aço inoxidável |
| Água salgada / Água do mar | Degradação rápida de zinco dentro de anos | 316 Recomendado em aço inoxidável para uso a longo prazo |
Exposição química
- Aço galvanizado: Vulnerável a ácidos (Por exemplo, clorídrico, sulfúrico), e ambientes alcalinos podem remover camadas de zinco.
- Aço inoxidável: Oferece resistência química mais ampla. Tipo 304 resiste a ácidos orgânicos e produtos químicos leves, enquanto 316 resiste a ácidos fortes, Alkalis, e cloretos.
Taxa de corrosão em ambientes de exposição química (Aproximado, mm/ano)
| Meio químico | Aço galvanizado | 304 Aço inoxidável | 316 Aço inoxidável |
| 1% Ácido clorídrico (Hcl) | > 0.50 | ~ 0,05 | ~ 0,01 |
| 10% Ácido acético | ~ 0,10 | < 0.01 | < 0.005 |
| 3.5% Cloreto de sódio (NaCl) | 0.15 - 0.30 | ~ 0,01 | < 0.005 |
| 10% Hidróxido de sódio (Naoh) | Corrosão moderada | Boa resistência | Excelente resistência |
| Dióxido de enxofre (So₂) Atmosfera | Degradação significativa | Efeito mínimo | Excelente resistência |
Durabilidade ao longo do tempo
- Vida de aço galvanizada:
-
- Condições de seco interno: 50+ anos
- Exposição moderada ao ar livre: 15–25 anos
- Zonas costeiras/industriais: <10 anos sem manutenção
- Vida de aço inoxidável:
-
- 304 Ss: 50+ anos em ambientes gerais
- 316 Ss: 75+ anos Nas zonas marinhas e industriais
Riscos de corrosão localizados
| Forma de corrosão | Aço galvanizado | Aço inoxidável |
| Pitting | Moderado em cloretos | Severo para 304, baixo para 316 |
| Corrosão de fendas | Alto risco em fendas úmidas | Baixo risco de 316 |
| Estresse corrosão rachando | Cru | Risco em cloretos + tensão |
| Corrosão intergranular | Não | Evitável com graus baixos C |
5. Propriedades mecânicas de aço galvanizado vs aço inoxidável
Propriedades mecânicas desempenham um papel fundamental na determinação da adequação de um material para suportar a carga, Resistência ao impacto, e integridade estrutural a longo prazo.
Tabela de comparação: Propriedades mecânicas
| Propriedade | Aço galvanizado(Base de aço suave) | 304 Aço inoxidável | 316 Aço inoxidável |
| Resistência à tracção | 270–500 MPa | 515–750 MPA | 520–770 MPa |
| Força de escoamento | 180–350 MPA | ~ 205 MPa | ~ 215 MPa |
| Alongamento no intervalo | 20–30% | 40–45% | 40–50% |
| Dureza (Brinell) | ~ 120 HB | ~ 201 HB | ~ 217 HB |
| Resistência ao impacto | Moderado | Alto | Alto |
| Força de fadiga | Mais baixo (não é ideal para cargas cíclicas) | Excelente resistência à fadiga | Resistência superior à fadiga |
6. Fabricação, Usinagem & Soldabilidade de aço galvanizado vs aço inoxidável
Aço galvanizado
Fabricação e usinagem
- Facilidade de usinagem: O aço galvanizado é relativamente fácil de usar usando ferramentas convencionais porque sua base é tipicamente leve ou aço carbono.
No entanto, O revestimento de zinco acrescenta complexidade:
-
- A camada de zinco é mais macia e pode deformar ou chip, exigindo ajustes nos parâmetros de corte.
- Fumaça de zinco gerada durante o corte ou moagem pose de saúde e riscos ambientais, necessitando de ventilação adequada e equipamento de proteção.
- Preparação de superfície: Antes de operações secundárias como pintar ou soldagem, A limpeza de superfície é essencial para remover óxidos de zinco e contaminantes.
A limpeza mecânica ou química melhora a adesão e a qualidade da solda.
Soldabilidade
- Métodos de soldagem comuns: O aço galvanizado pode ser soldado usando MIG, TIG, ou colar soldagem. No entanto, A aço revestido de zinco de soldagem requer precauções específicas:
-
- Vaporização de zinco: O revestimento de zinco vaporiza cerca de 907 ° C, liberando fumaça tóxica que pode causar febre de fumaça de metal se inalada.
- Qualidade da solda: O zinco pode causar defeitos de porosidade e solda se não for removido corretamente da zona de solda.
- Preparação pré-soldada: A remoção do revestimento de zinco na área de solda por meio de retirada ou remoção de produtos químicos é recomendada para garantir soldas limpas e reduzir os riscos de fumaça.
Aço inoxidável
Fabricação e usinagem
- Desafios de usinagem: Aço inoxidável, Especialmente notas como 304 e 316, é mais difícil e mais abrasivo que o aço macio, levando a:
-
- Maior desgaste da ferramenta devido à sua tendência de endurecimento do trabalho.
- Acumulação de calor devido à baixa condutividade térmica requer velocidades de usinagem mais lentas e o uso de fluidos de corte.
- Ferramentas recomendadas: Ferramentas de carboneto com revestimentos como nitreto de titânio (Estanho) ou carbonitreto de titânio (Ticn) estender a vida útil da ferramenta e melhorar a qualidade do corte.
Soldabilidade
- Processos de soldagem: O aço inoxidável é compatível com vários métodos de soldagem - TIG, MEU, e Smaw é amplamente utilizado.
-
- Soldagem Tig é preferido para seções finas e aplicações críticas que requerem alta qualidade de solda e estética.
- Eu soldagem suporta mais rápido, operações automatizadas, Adequado para seções mais grossas.
- Desafios de soldagem:
-
- Risco de sensibilização: A formação de carbonetos de cromo durante a soldagem pode reduzir a resistência à corrosão na zona afetada pelo calor (HAZ).
- Uso de variantes de baixo carbono (Por exemplo, 304L) ou notas estabilizadas (304De) Mitiga a precipitação de carboneto.
- Controle adequado da entrada de calor, soldagem com várias passagens, E o recozimento da solução pós-solda melhora a integridade da solda e a resistência à corrosão.
- Tratamentos pós-solda: A passivação e a decapagem são comumente aplicadas após a soldagem para restaurar a camada passiva do óxido de cromo e aumentar a resistência à corrosão.
7. Estética e acabamento superficial de aço galvanizado vs aço inoxidável
| Tipo de acabamento | Aço galvanizado | Aço inoxidável |
| Aparência crua | Cinza opaco, Às vezes escape | Prateado, limpar, moderno |
| Textura | Duro, cristalino | Suave (2B), escovado, ou polido espelhado |
| Uso arquitetônico | Limitado | Preferido para fachadas de ponta & interiores |
| Durabilidade do revestimento | O revestimento pode o tempo ou o giz | O acabamento permanece estável ao longo do tempo |
8. Aplicações de aço galvanizado vs aço inoxidável
Aplicações de aço galvanizado:
- Armários elétricos ao ar livre
- Corrimãos da rodovia
- Pólos de iluminação de rua
- Cercas e portões
- Duto hvac
- Componentes do chassi do carro
Aplicações de aço inoxidável:
- Cozinhas comerciais e áreas de preparação de alimentos
- Hardware marinho e cascos de barco
- Instrumentos médicos e bandejas cirúrgicas
- Tanques farmacêuticos e salas limpas
- Fachadas decorativas e trilhos internos
- Oleodutos de processamento químico
9. Prós e contras do aço galvanizado vs aço inoxidável
Aço galvanizado
Prós:
- Proteção econômica: A galvanização adiciona um revestimento de zinco relativamente barato que aumenta significativamente a resistência à corrosão em comparação com o aço nua.
- Excelente proteção de sacrifício: O zinco atua como um ânodo de sacrifício, Proteção de aço, mesmo que o revestimento seja arranhado ou danificado.
- Ampla disponibilidade: O aço galvanizado é amplamente produzido e prontamente disponível de várias formas e tamanhos.
- Facilidade de fabricação: Mais fácil de máquina e soldar com equipamentos padrão em comparação com aço inoxidável.
- Bom para aplicações ao ar livre: Tem um bom desempenho em condições atmosféricas, como ambientes urbanos e rurais, tornando -o ideal para esgrima, telhado, e guardrails.
Contras:
- Resistência limitada à corrosão em ambientes agressivos: O revestimento de zinco pode se degradar rapidamente em ambientes marítimos ou altamente ácidos.
- Necessidades de manutenção: Ao longo do tempo, Os revestimentos galvanizados podem exigir repintura ou retoques para manter a proteção.
- Riscos à saúde: A soldagem ou corte de aço galvanizado libera fumaça tóxica de zinco, exigindo medidas de proteção.
- Aparência: O revestimento de zinco pode desenvolver um maçante, acabamento fosco que pode ser menos visualmente atraente para usos arquitetônicos.
- Restrições de espessura: A camada protetora de zinco é relativamente fina e pode ser comprometida por abrasão ou impacto.
Aço inoxidável
Prós:
- Resistência superior à corrosão: A liga rica em cromo do aço inoxidável forma uma camada de óxido passivo auto-curativo que suporta produtos químicos duros, marinho, e ambientes industriais.
- Durabilidade: Exibe excelente força mecânica, resistência, e resistência à fadiga sobre o uso prolongado.
- Baixa manutenção: Requer manutenção mínima e mantém apelo estético devido à resistência à coloração e descoloração.
- Versatilidade estética: Disponível em vários acabamentos (Por exemplo, Mirror Polish, escovado, Matte) Adequado para aplicações decorativas e arquitetônicas.
- Biocompatibilidade: Preferido em médico, processamento de alimentos, e indústrias farmacêuticas devido a propriedades higiênicas.
Contras:
- Maior custo inicial: As despesas de material e fabricação são substancialmente mais altas que o aço galvanizado.
- Desafios de usinagem e soldagem: Requer ferramentas e técnicas especializadas devido ao endurecimento do trabalho e sensibilidade térmica.
- Suscetibilidade a certos tipos de corrosão: Embora geralmente resistente à corrosão, notas como 304 O aço inoxidável pode ser vulnerável a rachaduras de corrosão induzida por cloreto ou corrosão por estresse em ambientes agressivos.
- Peso mais pesado: Normalmente mais denso que aço galvanizado, o que pode afetar os custos de design e transporte.
10. Tabela de resumo de aço galvanizado vs aço inoxidável
| Propriedade/aspecto | Aço galvanizado | Aço inoxidável |
| Composição | Aço carbono revestido com zinco | Liga de ferro, cromo (≥10,5%), níquel, outros |
| Proteção à corrosão | Casal de sacrifício de zinco; protege por ação galvânica | Camada passiva de óxido de cromo; Auto-cicatrização |
| Espessura típica do revestimento | 5–25 microns (varia com o processo e o uso) | Sem revestimento; Resistência à corrosão integrante à liga |
| Resistência à corrosão | Bom em ambientes leves; Limitado em marinho/ácido | Excelente na maioria dos ambientes, incluindo Marine, químico |
| Resistência à tracção | ~ 370–550 MPa | ~ 500–750 MPa (dependente de grau, Por exemplo, 304: ~ 515 MPa) |
| Força de escoamento | ~ 230–350 MPa | ~ 205–310 MPa |
| Alongamento | ~ 15-30% | ~ 40–50% |
| Dureza | Normalmente 100-150 HB | Normalmente 70-90 HRB |
| Peso/Densidade | ~ 7,85 g/cm³ | ~ 7,9 g/cm³ |
Fabricação & Usinagem |
Mais fácil de máquina e solda; fumaça de zinco durante a soldagem | Mais difícil de máquina; requer ferramentas especializadas; soldável com cuidado |
| Manutenção | Pode exigir a recobração ao longo do tempo | Baixa manutenção; resistente à corrosão |
| Custo | Geralmente 30-50% menor custo inicial | Custos de material e fabricação mais altos |
| Aparência estética | Acabamento cinza fosco ou escape | Grande variedade: espelho, escovado, Acabamentos de cetim |
| Aplicações | Estrutural, cercar, Hvac, automotivo, Pólos elétricos | Processamento de alimentos, médico, arquitetura, marinho, Processamento químico |
| Impacto ambiental | Potencial de escoamento de zinco; núcleo de aço reciclável | Altamente reciclável; mais longa vida útil reduz o desperdício |
11. Conclusão
Quando se trata de escolher entre aço galvanizado e inoxidável, contexto é tudo.
- Para baixo custo, Aplicações de curto-prazo em ambientes não agressivos, O aço galvanizado oferece um prático, solução econômica.
- Para alto desempenho, duradouro, e projetos visualmente refinados, Aço inoxidável justifica seu custo mais alto com desempenho incomparável.
Pesando o ambiente corrosivo, estresse mecânico, Cronograma de manutenção, e objetivos estéticos, Os engenheiros de materiais podem tornar o mais adequado, econômico, e seleção de material seguro.
Perguntas frequentes
Que é mais resistente à corrosão-aço que não é de aço inoxidável ou aço inoxidável?
Aço inoxidável - especialmente notas como 304 OU 316 - OFFERS SUPERIOR RESISTÊNCIA DE CORROSUIÇÃO DEVO PARA SEU CONTRO DE CROMIUM E CROMIUM E Níquel, formando uma camada passiva de auto-cura.
O aço galvanizado depende de um revestimento de zinco para proteção, que pode eventualmente desgastar, especialmente em ambientes severos ou salgados.
É galvanizado aço mais barato que o aço inoxidável?
Sim. O aço galvanizado é significativamente mais acessível em termos de custo inicial - geralmente 2 para 3 vezes mais barato que aço inoxidável.
No entanto, O aço inoxidável pode oferecer um melhor valor a longo prazo devido à redução de manutenção e vida útil mais longa.
Ambos podem galvanizados e aço inoxidável podem ser soldados?
Sim, mas com considerações. O aço galvanizado pode liberar vapores tóxicos de zinco quando soldados, exigindo ventilação adequada e EPI.
O aço inoxidável é soldável, mas pode exigir equipamentos especializados e tratamentos pós-soldado para manter a resistência à corrosão.
Qual é melhor para uso ao ar livre?
Depende do meio ambiente. Em configurações levemente corrosivas (Por exemplo, seco ou interior), O aço galvanizado geralmente é suficiente.
Em ambientes altamente corrosivos (Por exemplo, costeiro, industrial), O aço inoxidável tem um desempenho melhor ao longo do tempo.
Pode galvanizar a ferrugem de aço?
Sim. Uma vez que o revestimento de zinco seja comprometido ou usado, O aço subjacente se torna vulnerável à ferrugem e corrosão.
