1. Увођење
Поцинковани челик вс нерђајући челик су две најчешће коришћене метали отпорне на корозију у модерној индустрији.
Од мостова и високих зграда до кухињске опреме и резервоара за хемијски, Ови материјали играју централну улогу у обезбеђивању трајности, безбедност, и естетски интегритет у захтевним окружењима.
Њихов заједнички циљ - да заштити основни метал од корозије - чини их упоредивим на први поглед.
Међутим, њихов Хемијске композиције, Заштитни механизми, механичка својства, и Структуре трошкова значајно се разликују.
Те разлике постају критичне приликом одабира праве материјале за изградњу, производња, или инфраструктурни пројекти.
2. Шта је поцинковани челик
Састав
Поцинчани челик је пре свега састављен од основног карбонског челика, што обично садржи гвожђе као главни елемент, заједно са малим количинама угљеника (обично мање од 2%).
Остали елементи у траговима као што су манган, силицијум, сумпорни, и фосфор такође могу бити присутни у бази угљеника челика.
Карактеристика дефинисања поцинчаног челика је цинк премаз наноси се на своју површину. Цинц премаз може се укинути у дебљини у зависности од процеса галванизације и захтева за пријаву.
Производни процеси
Топло-поцинчавање:
Ово је најчешћа метода поцинчавања. У овом процесу, угљенични челик прво се темељито очисти да би се уклонила прљавштина, уље, и хрђа.
Затим је уроњен у купање растопљеног цинка на око 450 ° Ц.
На овој високим температурама, Долази се низ хемијских реакција, Формирање више слојева легура на цинкову на површини челика, преливен слојем чистог цинка.
Дебљина премаза може варирати, Али за структурне примене, Често се креће од 85-100 микрометар. Вруће поцинковано челик пружа одличну дугорочну заштиту од корозије.
Електро-поцинчавање:
Такође познат и као електроплирање, То укључује пролазак електричне струје кроз раствор који садржи ионе цинка.
Челична компонента делује као катода, Док се анода цинка поставља у раствор.
Као тренутни токови, Енцин јони депонују на површину челика, Стварање танког и једноличног премаза, обично између 5-15 Мицрометар дебљине.
Електро-галванизовани челик нуди глаткију површину у поређењу са врућим поцинчаним челиком, али има нижу отпорност на корозију због тањих премаза.
Заштита путем жрбијеног анодног понашања цинка
Заштита корозије поцинчаног челика заснива се на жртвеном анодном понашању цинка. Цинк је електрохемијски активнији од гвожђа.
Када је поцинковани челик изложен електролиту, попут влаге у ваздуху или води, Цинц ЦОАТИНГ кородира преферирано преко основног челика.
Као цинк кородира, формира слој цинковог оксида и цинковог хидроксида, који делују као физичка баријера, Даљње заштите челика.
Ова жртвена акција се наставља све док се начинког премаза не потроши у потпуности.
Уобичајене оцене поцинчаног челика
Поцинковани челик је доступан у разним оцене у зависности од основне челичне својства и дебљине цинковог премаза. Неки од најчешће користи укључују:
| Разреда | Стандардни | Метод премаза | Кључна својства | Типичне апликације |
| Г90 | АСТМ А653 | Топло поцинковано | 0.90 Оз / фт² Цинк (~ 76 уМ Укупно); Добра спољна заштита од корозије | Кров, ХВАЦ канали, Чланови у оквиру |
| Г60 | АСТМ А653 | Топло поцинковано | 0.60 Оз / фт² Цинк (~ 51 уМ Укупно); Умерено отпорност на корозију | Аутомобилске компоненте, Учинило у затвореном простору |
| З275 | У 10346 | Топло поцинковано | 275 Г / м² цинк (~ 20 μм / страна); широко се користи у Европи | Облагање облогом, Структурни профили, Гартеарилс |
| На пример | АСТМ А879 / Он Г3313 | Електро-поцинчан | 5-25 μм премаза; гладак, Ограничена трајност на отвореном | Телесна тела, Уређаји, Слаби кућишта |
Бележити: Ознака "Г" (Нпр., Г90) односи се на укупну тежину цинка по квадратном стопалу, Док је ознака "з" (Нпр., З275) означавају грама по квадратном метру.
Дебљина премаза директно утиче на отпорност на корозију и трошкове.
3. Шта је од нехрђајућег челика?
Нехрђајући челик је легура заснована на гвожђем познатом по својој изузетној отпорности на корозију, велика снага, и свестраност.
За разлику од поцинчаног челика, која зависи од спољног цинковог премаза, нехрђајући челик потиче његов отпорност на корозију из његових унутрашњих легираних елемената, посебно хром (ЦР).
Када је изложен кисеонику, Цхромиум формира пасивни оксидни филм на површини која делује као заштитна баријера за само-лечење.
Језгра састав
Док нехрђајући челик мора да садржи барем 10.5% хром,
Много разреда такође укључују елементе као што су никл (У), молибден (Мо), манган (Мн), силицијум (И), и угљеник (Ц) да побољша механички, термички, и својства отпорна на корозију.
Ево типичне композиције широко коришћених Уписати 304 нерђајући челик:
| Елемент | Типични садржај (вт%) | Функција |
| Iron (Фе) | Равнотежа | Структурни основни материјал |
| Хром (ЦР) | 18.0-20,0% | Формира пасивни филм за отпорност на корозију |
| Никл (У) | 8.0-10,5% | Појачава дуктилност и отпорност на кисело окружење |
| Угљеник (Ц) | ≤ 0.08% | Побољшава снагу (ограничено да се спречи формирање карбида) |
| Манган (Мн), Силицијум (И) | ≤ 2.0%, ≤ 1.0% | Агенти за деоксидирање, побољшати жилавост и снагу |
Остале оцене као што су 316 нерђајући челик, укључују 2-3% молибден, Даљње појачавање отпорности на хлориде и оштре хемикалије.
Производни процеси од нехрђајућег челика
Производња нерђајућег челика је процес више корака који укључује металуршку трансформацију високе температуре, прецизно формирање, и површински третмани. Испод је преглед:
Топљење и легирање
Сировине као што су гвожђе руде, челик за отпад, хром, а никл се растопи заједно у ан Електрична лучна пећ (Еаф) или Основна пећ за кисеоник.
Једном растопљено, Прецизна хемијска прилагођавања су дата да би се постигло жељени састав легура.
Цастинг
Јело село јело лишити у полупроизводи као што су плоче, гребенике, или цвета. Они се затим даље обрађују у зависности од потреба за крајњим употребом.
Вруће и хладно ваљање
- Топло котрљање изводи се изнад рекристализационих температура да би се смањила дебљина и оптерећеност структуре зрна.
- Хладно котрљање се ради на собној температури да би се побољшао површинска завршна обрада, механичка чврстоћа, и тачност димензија.
Формирање и израда
Нехрђајући челик може се обликовати преко жигосања, цртање, савијање, или екструзија. Понуде различитих развојених разноликог нивоа формалности-304 је позната по одличној дуктилности, док 430 је крутија.
Површинска обрада
Завршава као 2Б (хладно ваљано, мат), Не. 4 (четкан), и Не. 8 (огледало) примењују се у зависности од естетских или функционалних захтева.
Додатни процеси попут пасивација Такође се може користити за уклањање контаминаната и побољшати слој хромима оксида.
Класификација по кристалној структури
Нехрђајући челици су широко категорисани у:
- Аустенитски (Нпр., 304, 316): Неагнетнички, Висока отпорност на корозију, Одлична формалност
- Феритни (Нпр., 430): Магнетни, Умерено отпорност на корозију, Добра топлотна проводљивост
- Мартензитски (Нпр., 410): Очвршћиво топлотном третманом, нижа отпорност на корозију
- Дуплекс (Нпр., 2205): Комбинује карактеристике аустеничног и феритног, Одлична снага и хлорида
4. Отпорност на корозију поцинкованог челика вс нехрђајућег челика
Отпорност на корозију је дефинисана карактеристика и за поцинковани челик и нехрђајући челик, Ипак, они то постижу кроз основне различите механизме и показују различите профиле перформанси у различитим условима заштите животне средине.
Механизми заштите од корозије
| Материјал | Механизам заштите од корозије |
| Поцинковани челик | Жртвена анодна заштита: Цинц ЦОАТИНГ ЦОРДОРЕС преференцијално за заштиту основног челика. |
| нерђајући челик | Пасивна заштита: хром формира стабилну, само-поправку оксидног филма који спречава даљу оксидацију. |
Перформансе у разним окружењима
Атмосферски услови
- Урбано & Руралан:
Оба материјала на одговарајући начин раде у подручјима са ниским загађењем. Међутим, временски, Поцинчани премази деградирају због временских прилика, Поготово ако је изложено влагу и цоу. - Индустријске атмосфере:
Нехрђајући челик, нарочито 316 разреда, одликује се у окружењима са високим нивоом со уса, Нок, и друге киселе загађиваче.
Поцинковани челик се брзо погоршава због киселог напада на слој цинка. - Поморска окружења:
Зрак од лануна соли убрзава корозију цинка. Поцинковани челик обично траје 5-10 година близу обале.
У супротности, 316 нерђајући челик може да издржи 25-50+ година под истим условима.
Тест за распршивање соли (АСТМ Б117)
Стандардизовани убрзани тест корозије:
- Вруће поцинковано челик: 500-1,000 сати пре него што се појави црвена хрђа
- 304 нерђајући челик: >1,500 сати (без хрђе)
- 316 нерђајући челик: >2,000 сати (без хрђе)
Изложеност воде
| Окружење | Поцинковани челик | нерђајући челик |
| Слатковорство | Добар отпор ако је пХ неутралан | Одлична отпорност на корозију |
| Тврда / алкална вода | Цинк може реаговати на депозите о скали | Минималан ефекат на нехрђајући челик |
| Слана вода / Морска вода | Радинг Деградирање цинка у року од неколико година | 316 Нехрђајући се препоручује за дугорочну употребу |
Хемијска изложеност
- Поцинковани челик: Рањив на киселине (Нпр., хлороводоничан, сумпорни), и алкална окружења могу уклонити слојеве цинка.
- нерђајући челик: Нуди ширу хемијску отпорност. Уписати 304 Одаристи органске киселине и благе хемикалије, док 316 Одабире снажне киселине, алкалис, и хлорида.
Стопа корозије у хемијским окружењима изложености (Приближан, мм / год)
| Хемијски медијум | Поцинковани челик | 304 нерђајући челик | 316 нерђајући челик |
| 1% Хлороводонична киселина (ХЦл) | > 0.50 | ~ 0.05 | ~ 0.01 |
| 10% Сирћетна киселина | ~ 0,10 | < 0.01 | < 0.005 |
| 3.5% Натријум хлорид (Нацл) | 0.15 - 0.30 | ~ 0.01 | < 0.005 |
| 10% Натријум хидроксид (Нах) | Умерено корозија | Добри отпор | Одлична отпорност |
| Сумпор диоксид (Сод) Атмосфера | Значајна деградација | Минималан ефекат | Одлична отпорност |
Трајност током времена
- Поцинчани животни век челика:
-
- Затворени суви услови: 50+ године
- Умерено излагање на отвореном: 15-25 година
- Обалне / индустријске зоне: <10 године без одржавања
- Животни век од нехрђајућег челика:
-
- 304 СС: 50+ године У општим окружењима
- 316 СС: 75+ године У морским и индустријским зонама
Локализовани ризици корозије
| Облик корозије | Поцинковани челик | нерђајући челик |
| Прикудан | Умерен у хлоридима | Озбиљан за 304, низак за 316 |
| Цревице Цорросион | Висок ризик у влажним креветима | Низак ризик за 316 |
| Пуцање корозије на стрес | Реткост | Ризик у хлоридима + напетост |
| Интергрануларна корозија | Не | Преведљиво са ниским оценама |
5. Механичка својства поцинкованог челика вс нехрђајућег челика
Механичка својства играју пивоталну улогу у одређивању погодности материјала за носиво оптерећење, отпорност на ударце, и дугорочни структурни интегритет.
Упоређивање стола: Механичка својства
| Имовина | Поцинковани челик(Блага челична база) | 304 нерђајући челик | 316 нерђајући челик |
| Затезна чврстоћа | 270-500 МПА | 515-750 МПА | 520-770 МПА |
| Снага приноса | 180-350 МПА | ~ 205 МПА | ~ 215 МПА |
| Издужење на паузи | 20-30% | 40-45% | 40-50% |
| Тврдоћа (Бринелл) | ~ 120 ХБ | ~ 201 ХБ | ~ 217 ХБ |
| Отпорност на ударце | Умерен | Високо | Високо |
| Снага умор | Нижи (није идеалан за цикличне оптерећења) | Одлична отпорност у умору | Врхунски отпорност на умору |
6. Измишљотина, Обрада & Заваривост поцинчаног челика вс нехрђајућег челика
Поцинковани челик
Израда и обрада
- Једноставност обраде: Поцинковани челик је релативно једноставан за машину користећи конвенционалне алате јер је његова база обично благ или угљени челик.
Међутим, Цинк премаз додаје сложеност:
-
- Слој цинка је мекши и може деформисати или чип, Захтевање прилагођавања параметара сечења.
- Зинковско гасови генерисане током сечења или брушења за здравље и опасности од животне средине, Захтева одговарајуће вентилационе и заштитне опреме.
- Припрема површине: Пре секундарних операција попут сликања или заваривања, Чишћење површина је од суштинског значаја за уклањање оксида и контаминаната цинка.
Механичко или хемијско чишћење побољшава адхезију и квалитет заваривања.
Завабилност
- Уобичајене методе заваривања: Поцинчани челик може се заварити помоћу МиГ-а, Камен, или заваривање заваривање. Међутим, Заваривање челика обложеног цинк-ом захтева посебне мере предострожности:
-
- Испаравање цинка: Цинц ЦОАТИОН испаравање на око 907 ° Ц, Ослобађање токсичних парова које могу проузроковати температуру металне димске грознице ако се удише.
- Квалитет заваривања: Цинк може изазвати порозност и оштећења заваривања ако није правилно уклоњена из зоне заваривања.
- Припрема пре заваривања: Уклањање цинковог премаза у подручју заваривања преко брушења или хемијског скидања препоручује се да се осигура чисте заваривање и смањите опасности од дима.
нерђајући челик
Израда и обрада
- Обрада обраде: Нехрђајући челик, Посебно као оцене попут 304 и 316, је тежи и абразивнији од благог челика, довести до:
-
- Повећана хабања алата због тенденције на каљења рада.
- Накупљање топлоте због ниске топлотне проводљивости захтева спорије брзине обраде и употребу течности за резање.
- Препоручена алата: Алат за карбиде са премазима попут титанијум нитрида (Лименка) или титанијум карбонитрид (Тицн) Проширите век алата и побољшајте квалитет смањења.
Завабилност
- Процеси заваривања: Нехрђајући челик је компатибилан са вишеструким методама заваривања-Тиг, MIG, и размази се широко користе.
-
- ТИГ заваривање фаворизовано је за танке одељке и критичне примене које захтевају висок квалитет заваривања и естетику.
- Ја заваривамо Подржава брже, Аутоматизоване операције, Погодно за дебље одељке.
- Изазови заваривања:
-
- Ризиковати сензибилизација: Формирање хромираних карбида током заваривања може смањити отпорност на корозију у зони погођене топлотом (Хај).
- Употреба Варијанте ниске угљеника (Нпр., 304Л) или стабилизоване оцене (304Од) ублажава падавине карбиде.
- Правилна контрола уноса топлоте, вишеструко заваривање, и раствор пост-заваривања Побољшава интегритет за заваривање и отпорност на корозију.
- Третмани након заваривања: Пасивација и кисели пецкулирање се обично примењују након заваривања да обнове пасивни слој хромира и побољшају отпорност на корозију.
7. Естетика и површинска завршна обрада поцинкованог челика вс нехрђајућег челика
| Тип завршетка | Поцинковани челик | нерђајући челик |
| Сирови изглед | Досадан сив, Понекад је сплевен | Сребрнаст, чист, модеран |
| Текстура | Груб, кристални | Гладак (2Б), четкан, или огледало |
| Архитектонска употреба | Ограничен | Пожељни за фасаде са врхунским путем & Интеријери |
| Издржљивост | Премаз може временске прилике или креде | Завршите и даље стабилно током времена |
8. Апликације поцинкованог челика вс нехрђајућег челика
Поцинковане челичне апликације:
- Електрични ормарићи на отвореном
- Гардераилс аутопута
- Стреет расветни стубови
- Маловање и капије
- ХВАЦ канал
- Компоненте шасије аутомобила
Апликације од нехрђајућег челика:
- Комерцијалне кухиње и претреса хране
- Марине Хардвер и Хуллс
- Медицински инструменти и хируршке ладице
- Фармацеутски резервоари и чистине
- Декоративне фасаде и унутрашње ограде
- Хемијска прерада цевовода
9. Предности и недостаци поцинкованог челика вс нехрђајућег челика
Поцинковани челик
Предности:
- Економична заштита: Поцинчавање додаје релативно јефтино цинк премаз који значајно повећава отпорност на корозију у поређењу са голи челик.
- Одлична жртвена заштита: Цинк делује као жртвени анод, Заштита челика чак и ако се премаз огреба или оштећује.
- Широка доступност: Поцинковани челик се широко производи и лако доступни у различитим облицима и величинама.
- Једноставност израде: Лакше машини и заваривање са стандардном опремом у поређењу са нехрђајућим челиком.
- Добро за на отвореном апликацијама: Добро се изводи у атмосферским условима као што су урбана и рурална средина, чинећи га идеалним за мачевање, кров, и гардела.
Промет:
- Ограничена отпорност на корозију у оштрим окружењима: Цинц ЦОАТИНГ може се брзо деградирати у морском или високо киселом окружењу.
- Потребе за одржавањем: Временски, Поцинчани премази могу захтијевати прерађивање или додиривање за одржавање заштите.
- Опасности по здравље: Заваривање или сечење поцинкованих челика ослобађа токсичне цинкове, захтевају заштитне мере.
- Изглед: Цинц премаз може развити досадан, мат финисх који може бити мање визуелно привлачан за архитектонске употребе.
- Ограничења дебљине: Заштитни слој цинка је релативно танак и може се угрозити абразијом или ударцем.
нерђајући челик
Предности:
- Врхунски отпорност на корозију: Легура богате од нехрђајућег челика формира само-лечење пасивног оксидног слоја који издржава оштре хемикалије, маринац, и индустријска окружења.
- Издржљивост: Излажите одличну механичку чврстоћу, жилавост, и отпорност у умору преко продужене употребе.
- Ниско одржавање: Захтијева минималан ормаран и задржава естетску жалбу због отпорности на бојење и уклањање боје.
- Естетска свестраност: Доступно на различитим фиништима (Нпр., огледало пољски, четкан, мат) Погодно за декоративне и архитектонске примене.
- Биокомпатибилност: Преферирано у медицинском језику, прерада хране, и фармацеутска индустрија због хигијенских својстава.
Промет:
- Већи почетни трошак: Трошкови материјала и израде су знатно већи од поцинчаног челика.
- Обрада и заваривање изазова: Захтијева специјализоване алате и технике због радног каљења и топлотне осетљивости.
- Осетљивост на одређене врсте корозије: Док је генерално отпоран на корозију, оцене попут 304 нехрђајући се може бити рањиви на хлоридну корозију која је изазвана или пуцање корозије на стресу у агресивном окружењу.
- Тежи тежина: Обично гушћи од поцинкованог челика, који могу утицати на дизајн и трошкове превоза.
10. Резиме Табела поцинкованог челика вс нехрђајућег челика
| Некретнине / аспект | Поцинковани челик | нерђајући челик |
| Састав | Угљенични челик обложен цинком | Легура гвожђа, хром (≥10,5%), никл, други |
| Заштита од корозије | Звучно премазивање цинка; Штити галванском акцијом | Пасивни слој хромима оксида; самоизлеђивање |
| Типична дебљина премаза | 5-25 микрона (варира са процесом и употребом) | Без премаза; Отпорност на корозију Интеграл до легуре |
| Отпорност на корозију | Добро у благим окружењима; Ограничено у марини / киселини | Одлично у већини окружења, укључујући марину, хемијски |
| Затезна чврстоћа | ~ 370-550 МПА | ~ 500-750 МПА (зависан од степена, Нпр., 304: ~ 515 МПА) |
| Снага приноса | ~ 230-350 МПА | ~ 205-310 МПА |
| Издужење | ~ 15-30% | ~ 40-50% |
| Тврдоћа | Обично 100-150 хб | Обично 70-90 хрб |
| Тежина /Густина | ~ 7.85 г / цм³ | ~ 7.9 г / цм³ |
Измишљотина & Обрада |
Лакше машини и заварити; Цинк се током заваривања | Теже је машини; захтева специјализоване алате; заварив са пажњом |
| Одржавање | Може захтевати да се временом понови | Ниско одржавање; Отпоран на корозију |
| Трошак | Опћенито 30-50% нижи почетни трошак | Виши материјал и израда трошкова |
| Естетски изглед | Мат или сплулед сива финиш | Широк сорт: огледало, четкан, Сатенска завршава |
| Апликације | Структурални, мачевање, ХВАЦ, аутомобилске, Електрични стубови | Прерада хране, медицински, архитектура, маринац, хемијска обрада |
| Утицај на животну средину | Потенцијал откака цинка; Цхеел Цхеел Цхеел Црее | Високо рециклиран; Дужи животни век смањује отпад |
11. Закључак
Када је у питању бирање између поцинчаног и нехрђајућег челика, контекст је све.
- За ниска цена, Краткорочне апликације у неагресивним окружењима, поцинковани челик нуди практично, Економски раствор.
- За високе перформансе, дуготрајан, и визуелно рафинирани пројекти, Нерђајући челик оправдава своје веће трошкове са неуспоредивим перформансама.
Вагањем тједна корозивно окружење, механички стрес, Распоред одржавања, и Естетски циљеви, Материјални инжењери могу да направе најприкладније, економичан, и Сигурни избор материјала.
Често постављана питања
Који је више челичног или нехрђајућег челика отпоран на корозију?
Нехрђајући челик - посебно у оценама 304 или 316-нуди врхунски отпорност на корозију због свог високог хромима и никла садржаја, Формирање пасивног слоја само-лечења.
Поцинковани челик се ослања на цинк премаз заштите, који се на крају може да обуче, посебно у оштром или сланим окружењима.
Је поцинковани челик јефтинији од нехрђајућег челика?
Да. Поцинковани челик је значајно приступачан у погледу почетних трошкова - често 2 до 3 пута јефтиније од нехрђајућег челика.
Међутим, Нехрђајући челик може понудити бољу дуготрајну вредност због смањеног одржавања и дужег радника.
Могу се заварити и галванизовани и нехрђајући челик?
Да, Али са разматрањима. Поцинковани челик може да ослободи токсичне цинкане паре када је заварен, Захтевање одговарајуће вентилације и ППЕ-а.
Нехрђајући челик је заварив, али може захтевати специјализовану опрему и пост-заваривање за одржавање отпорности на корозију.
Који је бољи за употребу на отвореном?
Зависи од околине. У благом слојевима (Нпр., суво или унутрашње), поцинковани челик је често довољан.
У високо корозивним окружењима (Нпр., обалски, индустријски), нехрђајући челик се током времена боље понаша.
Може поцинковано челично хрђу?
Да. Једном када се цинк премаз угроже или носи, Основни челик постаје рањив на рђу и корозију.
