알루미늄(Al)은 은백색 외관을 갖고 있으며 면심 입방체 구조를 갖고 있으며 격자상수는 404959.6나노미터, 상대원자질량은 26.8, 녹는점은 658도, 끓는점은 2000도이다. 알루미늄은 상업용 아연에 자연적으로 존재하지 않습니다. 오히려 용융 아연 도금 공정 중에 의도적으로 첨가됩니다. 알루미늄을 첨가하는 목적은 강관의 아연 코팅 광택을 향상시키고 유연성을 향상시키며 철-아연 합금층의 구조를 변경하고 용융 아연에서 철의 영향을 상쇄하는 것입니다. 이에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.
(1) 알루미늄은 아연도금강관의 광택과 유연성을 향상시킵니다.
이론적으로 이러한 목표를 달성하려면 용융 아연의 알루미늄 함량이 {{0}}.02%이면 충분합니다. 그러나 알루미늄은 용융 아연 표면의 산화에 민감하기 때문에 용융 아연의 알루미늄 함량을 0.02%로 유지하려면 약 0.2%의 경험적 알루미늄 첨가가 필요합니다. 알루미늄은 산소에 대한 친화력이 높아 산소 확산을 효과적으로 방지하는 알루미나 층을 형성하여 밑에 있는 용융 아연과 용융 아연이 산화되는 것을 방지합니다. 마찬가지로, 용융 아연의 다른 금속 원소도 산화로부터 보호됩니다. 산화된 아연, 납 및 카드뮴은 노란색을 띠며, 알루미늄이 없으면 아연 도금층에 노란색 성분이 많이 포함되어 광택에 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 용융 아연 도금 중에 일정량의 알루미늄을 첨가하여 밝은 아연 도금 층을 얻습니다. 또한, 용융아연에 알루미늄이 0.2% 함유되어 있을 때 가장 좋은 패턴이 얻어지며, 아연도금층의 유연성이 특히 좋다.
그러나 미국 재료시험협회에서는 광택 금속 첨가제로 알루미늄을 사용하지 말 것을 권고하고 있으며, 사용하는 경우에는 0.01% 이하로 제한해야 합니다.
(2) 아연도금층의 구조 변경
이론적으로 아연 도금층의 구조를 변경하려면 용융 아연의 알루미늄 함량이 {{0}}.2~0.3%이면 충분합니다. 그러나 실제 생산에서 알루미늄은 용융아연 내의 산소와 쉽게 반응하여 소모되기 때문에 알루미늄 함량을 0.2~0.3%로 유지하려면 약 1.5~3.5%의 알루미늄 첨가가 필요하다. 아연도금층 구조에 대한 알루미늄 함량의 영향을 설명하기 위해 알루미늄 함량이 증가함에 따라 아연도금층 구조의 변화를 살펴보겠습니다.
용융 아연의 알루미늄 함량을 0.05%로 증가시키면 아연 도금층의 표면 광택이 향상되지만 구조에는 영향을 미치지 않습니다. 따라서 아연 도금 조직은 순수한 용융 아연에서 얻은 것과 동일하며 접착층(상 a), 중간층(상 ), 약간 균열층(상 δ₁), 부동층(상 S), 및 순수 아연층(상 θ). 순수 용융 아연에서 도금된 아연 도금 층과의 차이점은 상의 결정 형태에 있습니다.
용융 아연의 알루미늄 함량이 0.1%인 경우 부유층(상 S)의 결정은 큰 블록으로 존재하며 더 이상 연속적인 층에 배열되지 않고 분리된 개재물로 배열됩니다.
용융 아연의 알루미늄 함량이 0.15%인 경우 부동층(상 S)의 분포도 연속적이지 않고 층(상 δ₁)만 있는 더 크고 상호 분리된 결정 클러스터로 구성됩니다. 조금 더 조밀한 구조를 보여줍니다.
용융 아연 중의 알루미늄 함량이 0.24%일 때 에칭(합금) 억제 효과가 강하다. 이 용융아연에 440도의 온도에서 1시간 동안 아연도금을 한 후 검사한 결과 아무런 반응도 발견되지 않았다. 따라서 아연 도금 샘플에는 순수한 아연 층만 존재합니다. 이는 알루미늄과 강철의 반응으로 FeAl₃(또는 일부 출처에 따르면 Fe2Al₅)의 얇은 막이 생성되어 철 이온이 아연으로 확산되는 것을 방해하기 때문입니다.
이상에서 알 수 있듯이 알루미늄의 양은 아연도금층의 구조를 변화시키는 중요한 요소이다. 알루미늄 함량이 고정되면 아연 도금 시간, 유동성(그림 3-5 참조) 및 아연 도금 온도와 같은 공정 매개변수도 아연 층 구조의 변화에 영향을 미칩니다. 따라서 용융 아연 도금 생산에서 이 세 가지 요소 사이의 관계는 공정 사양에 의해 지정되며 엄격하게 제어되는 작동 조건에서만 원하는 아연 도금 층을 얻을 수 있습니다.
(3) 용융 아연 내 철의 영향에 대한 대응
알루미늄은 용융된 아연에서 철과 반응하여 FeAl, FeAl2, FeAl₃의 세 가지 화합물을 형성하여 아연도금층에 미치는 영향을 줄입니다.
