鋼材熱浸鍍鋁”簡介
“鋼材熱浸鍍鋁”簡介
“鋼材熱浸鍍鋁”是將鋼材貨制品置入在一定溫度下的熔融鋁液中，浸漬適當時間后，鋼材表面形成合金鋁層的一項新型鍍層工藝。
熱浸鍍鋁鋼材兼有鋼基體的高強度和鋁層的耐腐蝕、抗磨損、耐高溫等特性。其耐蝕性是鍍鋅鋼材的5-10倍；耐硫化物和耐熱腐蝕方面。其性能優于18-8不鏽鋼。因而能給用戶帶來明顯的經濟效益。
熱浸鍍鋁鋼材的金相組織特點
熱浸鍍鋁鋼材使鐵和鋁之間達到原子之間的結合，靠金屬鍵緊密的結合在一起，正如顯鏡下所顯示，從外到內以三氧化二鋁膜、鋁層、合金層的順序形成了鍍層。若是碳素鋼，則鍍層以帶狀組織與母材密接。
鍍層的厚度：若是炭素鋼，則鋁層為0.04-0.07mm合金層，平均為0.05mm。不過，各層的厚度要因鋼材種類、炭素量以及浸鍍溫度和時間有所不同。若母材是合金鋼，則鍍層與上述有所差別.（圖略）
熱浸鍍鋁產品的使用領域
鍍鋁鋼材的用途甚廣。最初開發的Ⅰ型鍍鋁鋼板主要用於汽車的排氣管和消聲器。Ⅱ型主要用於建築物的屋頂板和側壁以及一些化工容器。新工藝生產的鍍鋁鋼絲有望用作輸電用鋼芯絞線而取代目前的鍍鋅鋼絲。鍍鋁鋼管已大量用於電廠鍋爐水冷壁管、蒸汽管道、熱交換器等。鍍鋁鋼結構尖已大量用於輸電鐵塔、告訴公路護欄等。
從長遠看，由於鋅資源匱乏，而鋁資源豐富，鍍鋁鋼材將成為目前應用最廣的鍍鋅鋼材的競爭對手。
一、石油勘探 石油管套、抽油杆、閥門注水、注氣高壓管、海洋采油平台、海洋和陸地使用的輸油管線、輸氣管線
二、石油化工 熱交換器、工業用水管道、海水管道、耐高溫管道、耐硫化物管道、耐酸管道
三、冶金行業 集塵裝置、加熱爐冷卻管、高爐冷卻循環水管線、各種耐熱防腐設備 塗裝烘道設備
四、碼頭設備 海岸扶栓、鐵索、環保設施、甲板蒸汽輸送管、原油加熱管、潤滑油配管、汽車消音器
五、交通橋梁 高速公路護欄、立柱、標誌杆、標示牌、沿線護網、橋梁鋼結構、沿海大橋、高速公路消音設備、架線鐵塔
六、市政環境及居住 燈杆、線杆、公園圍欄。小型垃圾焚燒爐、污水處理設施、高強度井蓋、鋼格板、居住區配管、溫泉水管
“鋼材熱浸鍍鋁”的生產標準：
鍍鋁產品在我國目前屬國家新產品，其技術連續兩屆被評為《 科技成果重點推廣計劃》項目。
參照目前 別的日本工業標準作業jish9126—1978熱浸鍍鋁作業標準。該標準是對鋼鐵制品提高耐惡劣環境、耐腐蝕及耐熱性為目的，針對純鋁電鍍的有效鍍層制定的。
目前日本針對三種不同適應用途的制品的制品的附着量如下表：
進度種類、浸鍍厚度及進度量
種 類 記 號 厚度（h）5 附着量（g/m2）
溶融浸鍍1種（耐惡劣環境）HDA 1 60以上110以上
溶融浸鍍2種（耐腐性）HDA 2 70以上120以上
溶融浸鍍3種（耐熱性）HDA 3 合金層厚50以上- -
注：（1）表中厚度指鋁層和合金層厚度的合計
（2）關於HAD 2產品，鋁層厚度原則上為10u以上，但是我公司產品不低於0.8u。
（3）有特殊要求的場合，可以進行擴散處理。擴散浸透層厚度70u以上（0.07mm）。
熱浸鍍鋁的性能：
耐蝕性：
鍍鋁鋼材的耐蝕性是通過氧化鋁膜、鋁層自身的耐蝕性、合金層的耐蝕性以及鋁層——合金層——母材之間的電化學的防蝕原理等發揮出來的。
（1） 耐候性
鍍鋁產品能在海洋潮濕地區、工業地帶及硫磺溫泉等腐蝕性環境下長期使用。
鍍鋅、鍍鋁鋼腐蝕試驗結果對比mg/cm2
試驗名稱 試驗條件 鍍鋅鋼 鍍鋁鋼
Ⅰ型 Ⅱ型
SO2試驗 含16%SO2空氣-2825 -130.0 -104.0
硝酸試驗 含20%HNO3空氣 原型消失-2.0 -3.0
人工海水試驗1/100的NaCl+0.3%H2OR的水溶液-172.6 -18.0 -107.0
（2） 耐海水性
熱浸鍍鋁鋼材對海水有很好的防腐性，不僅在海洋環境中，就是在海面和波浪中也有同樣效能。鍍鋁鋼材耐鹽水的腐蝕性十分優異的，下表列出3種鋼材在3%NMacl水溶液種的腐蝕試驗結果。
3種鋼在3%NaCl水溶液中的耐腐蝕對比（10℃）
材料
原始重量mg 面積cm2 腐蝕量
24h 72h 480h
mg mg/cm2 mg mg/cm2 mg mg/cm2
碳鋼26.6378 27.90 6.3 0.260 16.7 0.600 136.7 4.860
鍍鋁鋼29.0568 27.90 1.7 0.061 1.7 0.057 2.8 0.100
13Cr鋼26.6982 27.90 3.2 0.115 14.8 0.532 26.0 0.934
在鹽水溶液中鍍鋁鋼材的腐蝕率比13Cr鋼坯低得多，且遠遠小於未鍍鋁的碳鋼。
（3） 耐水性
由於鍍鋁產品的鍍層做為陰極具有防腐效果，鋁表面生成的氧化鋁鈍化膜以及合金層都具防蝕性。所以鍍鋁產品的耐水性極強。由於水質、PH芝、溫度、流速的不同、鍍鋁產品防腐耐久也有一定差異。
（圖略。曲線圖）
熱浸鍍鋁與熱浸鍍鋅在水中的耐腐蝕量
量度
材質 腐蝕量
g/m2/day 腐蝕深度
u/day
熱浸鍍鋁0.007 0.007
熱浸鍍鋅0.038 0.038
（4） 耐應力腐蝕和防止破裂
一些特種鋼、炭素鋼等若放在含氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等的水溶液（低電阻介質）種，會發生應力腐蝕破裂，如果對其鍍鋁則能加以防止。這是因為在低電阻介質中，鍍鋁層做為性陽極而起作用，在鍍層消失前，不會發生破裂。在熱交換器等鍍鋁管使用實驗上，無論是那種熱交換器，都表現了數倍的耐久性。
（5） 藥品及其他腐蝕性水溶液
鍍鋁產品的耐水溶液性，取決于水中離子、含有機物種類的深度以及水溫。
對於有機酸、硝酸、硫酸（3）、銨水、銨鹽的1%以下及20%以上。對於硫化氫水、亞硫酸水溶液、尿素水、食鹽水、氯化鈣、含硫磺的溫泉水等都具有耐蝕性。
耐熱性
（1） 耐高溫氧化性
普通鋼鐵在550攝氏度高溫條件下會迅速氧化，而鍍鋁鋼材則具有很強的耐高溫耐氧化性和耐高溫防腐性。這是由於鋁表面緻密的氧化膜防止了氧氣的擴散，另外合金層本身（如下反應式所述），也具有很強的耐熱性。
4Al+3O2---＞2Al2O3
2(Fe-Al)+3O2---＞Fe2O3+Al2O3
Fe2O3+2Al---＞2Fe+Al2O3
(鋁的選擇氧化可以阻止鐵的氧化)
幾種鋼材耐熱性試驗（100H后） 氣化增量（g/cm2）
加熱條件600c 800c 1000c
氧化增量 原材料 原材料 鍍鋁 增量比 原材料 鍍鋁 增量比
材質-- -- -- -- -- -- --
碳鋼-- 0.075 0.0011 68:1 0.41 0.0055 75:1
鍛鋼0.0032 0.0074 0.0095 78:1 0.41 0.0077 52:1
普通鑄鋼0.0024 0.1 0.0023 43:1 0.37 0.012 31:1
13CY鋼-- -- -- -- 0.22 0.0062 35:1
（2） 耐浸碳性
鍍鋁鋼材表面的合金層能壓制碳的侵入和擴散。另外，在高溫還原性氣體環境下也能防止母材（鋼鐵）脫炭。
（3） 耐高溫硫化性
熱浸鍍鋁的耐硫化性非常好，甚至比鉻還好，特別是對硫化氫效果更好。
條件
材質 腐蝕量(g/m2/h)
499 593 649
鍍鋁鋼-- 0.02 0.20
碳鋼19 -- --
18C-8Ni鋼6.5 18 --
熱反射性能：鍍鋁鋼板的表面，不僅加工美麗，且有 的反射性能，在600度以下的溫度下，具有80%左右穩定的光反射率；紅外線下的反射率竟達到95%，而鍍鋅鋼板在350-450度時只有可憐的15%
熱浸鍍鋁產品的焊接
鍍鋁鋼材需焊接時，可用鍍鋁專用焊條（國內已有生產），其焊接部位的耐腐蝕性能與鍍鋁鋼材的性能相同。焊接時，鋁層高溫擴散浸透，母材同樣受到保護。
注 意 事 項
1） 和其他金屬的接觸腐蝕（電化腐蝕）
各種金屬在電解質溶液中（淡水、海水）都存在各自的電位。由於電位差，相互接觸的不同金屬都會有電流流動，造成電腐蝕。熱浸鍍鋁鋼材在使用中也應注意這種影響。
2） 作為耐熱用，在600攝氏度條件下長期使用的話，如果鍍層中鋁層過厚，則剩餘的鋁便會剝離。若事先在750攝氏度左右溫度加熱1-2小時進行擴散處理，則可防止剝離，並能使合金層加厚。
3） 由於鍍鋁產品的合金層很硬、延展性小，因此搬運及加工時應注意強力碰撞。
4） 鍍鋁后的體積有所膨脹，因此螺栓、螺母等接合部需由余量。
目視檢驗 鍍層連續、表面覆蓋完好
無溶渣、無針漏鍍
刻劃檢驗 在刻劃線兩側2.0MM
處鍍層不起皮、不脫落
鍍層量和厚度 塗覆蓋＞120g/m2
厚度＞0.080mm
焊接性：與冷軋鋼板相比較時，在焊接條件方面有所不同。由於鋁金屬比較軟，因此易結合，且因導電性較強，故焊接部分的散熱性比冷軋鋼板 。另外，鍍層比鍍鋅鋼材的融點高，不易流動，溶融面積小，因此不必使用鍍鋅鋼板那麼大的電流。
