Оцинкованная сталь — это сталь, которая прошла химический процесс, чтобы предотвратить коррозию. Сталь покрывается слоями оксида цинка, потому что этот защитный металл не проникает ржавый так же легко. Покрытие также придает стали более прочный и стойкий к царапинам вид, что многие считают привлекательным. Для бесчисленных наружных, морских или промышленных применений оцинкованная сталь является важным компонентом изготовления.
Одним из наиболее распространенных способов сделать сталь устойчивой к ржавчине является ее комбинирование (легирование) с металлом, который менее подвержен коррозии: цинк. Когда сталь погружают в расплавленный цинк, химическая реакция прочно связывает цинк со сталью. Таким образом, цинк не является герметиком, как краска, потому что он не просто покрывает другой металл; он на самом деле навсегда становится его частью. Самый внешний слой полностью состоит из цинка, но последующие слои представляют собой смесь цинка и железа, а внутренняя часть — из чистой стали.
Этот процесс, известный как горячее цинкование, является одним из наиболее распространенных методов изготовления оцинкованной стали, но не единственным. Непрерывная листовая гальваника проходит стальной лист или проволока через расплавленный цинк; это также форма горячего погружения, но оставляет более тонкий слой защитного металла. Сталь также можно красить или напылять цинком, хотя ни один из методов не создает прочной связи, которую обеспечивает горячее погружение. . Электрогальваника или гальваническое покрытие использует электричество для создания связи между двумя металлами, что приводит к относительно тонкому слою цинка.
Степень цинкования обычно описывается как вес цинка на площадь поверхности, а не его толщина, потому что это дает лучшее представление о том, сколько металла было нанесено. Сталь часто оцинковывается после формирования отдельных деталей, таких как скобы, гвозди, винты, балки или шпильки. Однако непрерывное цинкование листов часто выполняется до того, как металл будет использоваться для создания изделий, и он может выдерживать некоторое сгибание и формование без отслаивания.
Цинк защищает сталь двумя способами. Во-первых, он очень устойчив к ржавчине; железо, основной компонент стали, очень легко вступает в реакцию с кислородом и влагой и в конечном итоге распадается. Слой цинка на поверхности предотвращает быстрое попадание этих элементов в сталь. Он также образует патину — слой оксидов цинка, солей и других соединений, который обеспечивает дополнительную защиту. . Цинк также чрезвычайно прочен и устойчив к царапинам, а также имеет атласный вид, который многие находят привлекательным.
Внешний слой также защищает сталь, действуя как «жертвенный слой». Если по какой-то причине ржавчина все-таки закрепится на поверхности оцинкованной стали, цинк сначала подвергнется коррозии. Даже в тех местах, где поверхность поцарапана или повреждена, окружающий цинк все равно будет подвергаться коррозии раньше, чем сталь. Срок службы оцинкованной стали варьируется, но промышленная сталь с покрытием толщиной 3,9 мил (0,0039 дюйма или 0,09906 мм) может прослужить более 70 лет без технического обслуживания при средних условиях.
Оцинкованную сталь можно найти практически везде. Многие люди живут в домах со стальным каркасом, и здания часто имеют крыши из оцинкованной стали. В автомобилях есть несколько стальных деталей, которые помогают защитить их от непогоды, и они используются во многих морских приложениях из-за их способности противостоять соли и элементам. Помимо того, что этот металл недорогой, прочный и эффективный, он также популярен, потому что его можно многократно перерабатывать и использовать повторно.
У гальванизации относительно немного недостатков, но это не лучший метод защиты всех стальных изделий. Некоторые предметы нельзя окунуть в горячую воду, часто потому, что они слишком велики или слишком малы, а другие формы цинкования часто не обеспечивают такой защиты и долговечности. В конце концов, цинк подвергнется коррозии, хотя время, которое это займет, зависит от толщины покрытия и окружающей среды. Оцинкованная сталь имеет гораздо более короткий срок службы, если она регулярно подвергается воздействию дождя или морской воды.
Оцинкованная сталь, которая охлаждается слишком медленно или складывается вместе до полного охлаждения, также может отслаиваться от внешнего слоя цинка. В некоторых случаях между цинком и нижележащим сплавом могут образовываться небольшие зазоры, что также может вызывать отслаивание. Когда наносится очень толстый слой цинка, он также может стать хрупким и отслаиваться.
Некоторые металлические изделия невозможно эффективно оцинковать; например, цинковое покрытие было бы слишком толстым на маленьком винте. Во многих случаях вместо них используется нержавеющая сталь, изготовленная из хрома. В отличие от оцинкованных металлов, нержавеющая сталь не имеет покрытия в металле; хром входит в состав стального сплава.