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渗铝罐与镀锌钢区别

作者:admin 发表时间:2017-12-29

    热浸渗铝罐是一种新工艺保护材料,与传统的镀锌钢相比,渗铝钢具备更好的抗腐蚀性、抗高温氧化性、节能环保性、经济性等特性,因此,是近年来我国大力推广的新材料。
    1、防腐性能:
    (1)防腐性能对比
无论是耐大气腐蚀还是其他苛刻环境,渗铝钢的耐蚀性均好于镀锌钢,
    (2)防腐机理:
金属腐蚀是一个电化学反应过程。在腐蚀过程中,由于阴阳极反应的平衡电位差Eoc-Eoa,而产生腐蚀电流。金属腐蚀的速度正比于腐蚀电流。
铝的化学性质活泼,但易于在空气中氧化而在表面生成致密的氧化铝膜,该氧化膜的厚度约为1mm。该膜同基体牢固结合,成为防护性能良好的防护膜。氧化膜的生成使整个体系电阻增加,导致腐蚀电流降低,腐蚀速率减缓。此时,腐蚀平衡电位由原来的-1.66V提高至-0.5~-0.7, 由于Eoa值的提高也使得平衡电位差减小。金属锌被氧化生成的氧化锌膜厚度小于1mm,疏松而不致密,不能形成有效的防腐。金属锌在PH值4~8范围内,不能发生钝化。锌的腐蚀平衡电位为-0.76V,铁的电极电位是-0.44V。在腐蚀过程中,是靠牺牲阳极——损耗镀锌层来实现防腐性保护。特别是在温度超过550℃环境下,铁在表面熔锌层的溶解急剧增加,导致防腐保护层很快失效。
    2、耐热性及抗高温氧化性
    (1)耐热性及抗高温氧化性
钢材经渗铝后,与未渗铝的同种钢材相比,其使用温度可提高300℃左右。如碳素钢使用温度上限为500℃,经渗铝处理后可达800℃左右;合金钢(如12CrMoV、15CrMo)及不锈钢经渗铝处理后,最高使用温度可达1050℃~1250℃。各种基材渗铝后,抗氧化温度可以提高200~300℃。普通碳钢或低合金钢渗铝后,在800~900℃下使用,抗氧化性比原基材可提高十倍,其性能优于OCr17Mn13Mo2N耐热钢。工业上常用的1Cr18Ni9Ti耐热钢经渗铝后,在1100℃高温下,抗氧化能力可提高3倍以上。锌的熔点只有419℃,因而限制了镀锌钢的耐高温性能,其最高使用温度只有300℃~500℃。可见,渗铝钢的耐热性或抗高温氧化性能远远高于镀锌钢。
    (2)机理
由于钢材经渗铝后,即使在常温下亦可产生缓慢的渗透,在γ相层富集铝,而形成FeAl化合物。而在950℃高温下,表层的铝熔化并向基体内部扩散渗透,形成新的固溶体(Fe2Al5)结晶组织。因此,铝与铁的亲和力远比锌与铁的亲和力大,即渗铝钢的渗层结合力好于镀锌钢。无论是最外层的氧化铝膜还是渗铝层内的铁铝化合物,均是熔点在1000℃的物质,因此渗铝钢的耐热性远好于镀锌钢。铝的熔点为660℃,热浸渗铝的工作温度通常在720℃左右(只指新工艺)。在此温度下,经特殊工艺处理,钢基体的铁素体部分转化为马氏体、奥氏体。由于钢基体内马氏体、奥氏体及固溶体结晶组织的形成,所以热浸渗铝钢具有良好的抗高温氧化性。
    3、绿色环保性
电镀锌预处理过程中产生大量含有酸、碱及其他化学试剂的废水,电镀过程也产生大量的废锌渣、废锌液,而对环境造成严重影响,全国各地因镀锌而污染周边环境的事件比比皆是。而低温快速渗铝工艺,渗铝周期段、温度低,通过适当的综合处理,基本实现了废弃物的零排放,符合国家节能减排、绿色环保的发展策略。经日本政府属下的一些权威机构检测证实,未化学钝化的渗铝钢板符合食品卫生法,对人体的健康无害,可直接应用于食品加工。废旧的渗铝钢板也完全可以循环使用。而镀锌钢在使用过程中,镀层易脱落且具有毒性,而造成环境污染。
    4、焊接性
由于金属铝较软,易结合,且因导电性较强,故焊接部分的散热性比冷轧钢板优秀。钢材的渗铝层比镀锌层的熔点高,不易流动,熔融面积小,因此不必使用镀锌钢板那么大的电流。此外,镀锌钢本身可焊性差,几乎不能焊接。渗铝钢配套专用焊条有TSL系列的A312SL型。
    5、表面光泽及光、热反射性
渗铝钢材大气环境中使用,其外表保持白色光泽的年限在50年以上。这是由于纯铝层外表面的氧化铝膜能有效的隔离外界气体对钢基体的氧化,表面铝层也不会发生向钢基体内扩散,使得渗铝钢保持铝层的银白色光泽。而镀锌钢在大气中(尤其是潮湿环境)存放或使用较短时间(5个月)后,表面色泽会变暗,甚至变成红棕色。这是由于镀锌层内的铁原子已大气被氧化,而形成Fe3+的棕色氧化物,而最终影响材料的外观。在100℃温度以下,渗铝钢和镀锌钢均可反射80%以上的外来辐射能;温度超过450℃时,渗铝钢的光热反射性不变,但镀锌钢的反射性却降低至20%。
    6、机械性能
渗铝钢表面生成的氧化铝层和铁铝合金层,均有很高的硬度值。经测量,本公司生产的热浸渗铝钢表面硬度值可达900HV左右。而材料耐磨性与其硬度值有正比关系,以此推断,热浸渗铝钢的耐磨性也较好。而镀锌钢的表面硬度只有120~250HV。
    7、经济性比较
渗铝与镀锌工艺对钢基材的表面预处理方法相近,均包含除油、除锈、清洗等工序,预处理所需的生产成本也相近。但锌的比重是7.1g/cm3,铝的比重为2.7 g/cm3,相同厚度镀层,铝消耗量只约为锌的1/3。锌的价格15000~15800元/t,铝的价格在14500~15000元/t。由此计算,镀锌的生产成本要是渗铝成本的2.75倍左右。此外,镀锌钢的镀层易脱落,其渗层防腐性能也不尽理想。因此,镀锌钢件在应用中需经常喷涂维护,维护周期从几个月至几年不等。而渗铝钢的渗层与基体结合力极好,渗层耐腐蚀性优异,使用周期长且不需要维护。以此推知,渗铝钢的生产及使用过程的内在价值均优于镀锌钢。