Stal powlekana cynkiem, aluminium i magnezem (ZAM) to rodzaj stali powlekanej specjalnym stopem składającym się głównie z cynku, aluminium i magnezu. Powłoka ta jest nakładana na powierzchnię stali w celu zwiększenia jej odporności na korozję i trwałości.
Skład stali cynkowo-aluminiowo-magnezowej
Stal cynkowo-aluminiowo-magnezowa (ZAM) to rodzaj stali powlekanej, która zapewnia zwiększoną odporność na korozję w porównaniu z tradycyjną stalą ocynkowaną. Kompozycja powłokowa zazwyczaj zawiera:
Cynk (Zn): Główny składnik, zwykle stanowiący około 90-96% powłoki. Cynk zapewnia podstawową ochronę przed korozją.
Aluminium (Al): Zwykle stanowi około 1-8% powłoki. Aluminium pomaga poprawić przyczepność powłoki i zwiększa odporność na korozję.
Magnez (Mg): Zwykle występuje w zakresie 1-4%. Magnez dodatkowo zwiększa odporność na korozję, szczególnie w trudnych warunkach.
Elementy te działają synergicznie, tworząc trwałą, długotrwałą warstwę ochronną, która jest skuteczniejsza niż same tradycyjne powłoki cynkowe. Dokładny skład może się różnić w zależności od konkretnych wymagań i receptur producenta.
Mechanizm odporności na korozję ze stali ZAM
Mechanizm odporności na korozję ZAM wynika z powłoki z aluminium i magnezu. Mieszanka Mg i Al tworzy trwałą warstwę ochronną na bazie cynku, zapewniając ochronę przed korozją.
W porównaniu z powłokami cynkowanymi ogniowo, ZAM zapewnia lepszą przyczepność do podłoża. Powierzchnie powłok ZAM blokują działanie korozyjne przez długi okres narażenia na trudne warunki.
W teście mgły solnej, który trwał cztery godziny zarówno na ZAM, jak i stali ocynkowanej ogniowo, ZAM utworzył warstwę ochronną na powierzchni powłoki. Rzuć okiem na poniższy rysunek:
Ostre części ze stali ZAM mają doskonałą odporność na korozję. Końce pokryte są drobnoziarnistą bazą, która zawiera warstwę ochronną zawierającą aluminium i magnez wypłukujący się na swojej powłoce.
Odporność na korozję krawędzi cięcia została oparta na teście na podłożu stalowym. Początkowy okres ekspozycji trwał kilka tygodni, podczas których na odsłoniętej krawędzi cięcia pojawiła się początkowa rdza. Rdza powstała w wyniku utleniania z kondensacji i deszczu.
Pośredni okres narażenia trwał od kilku tygodni do lat. W tym czasie krawędź tnąca jest odporna na korozję dzięki cienkiej warstwie ochronnej na bazie cynku, z wypłukiwanymi warstwami cynku, aluminium i magnezu. Podłoże staje się ciemniejsze do szaro-czarnego przez lata ekspozycji na elementy.
Spawalność
Warstwa powłokowa stali ZAM wpływa na jej spawalność ze względu na bazę cynkową. Cynk ma niską temperaturę topnienia, co nie jest idealne do spawania łukowego. Takie zastosowanie prowadzi do słabych połączeń i odkształceń w porównaniu z blachami stalowymi walcowanymi na zimno i na gorąco.
ZAM jest podatny na rozpryskiwanie, powstawanie dziur i pękanie. ZAM działa lepiej, jeśli spawa się go w złącza, pod warunkiem, że konstrukcja ma odpowiednią wytrzymałość i jest w odpowiednich warunkach.
Eksperci zalecają przeprowadzanie prób podczas spawania stali ZAM, aby uzyskać większą wytrzymałość i maksymalne parametry spawania. Jakość spoiny zależy od rodzaju spawarki i kształtu złączy.
Wadliwych połączeń można uniknąć, jeśli podczas spawania stali ZAM przestrzegane są odpowiednie warunki. Przed spawaniem stali złącza powinny mieć wystarczającą wytrzymałość spawania i odpowiednią strukturę przekroju wewnętrznego.
Stal ZAM kontra stal Galvalume
| Cecha | Stal ZAM | Stal Galvalume |
|---|---|---|
| Kompozycja | Cynk, aluminium i magnez | 55% aluminium, 43.4% cynku i 1.6% krzemu |
| Odporność na korozję | Doskonały dzięki zawartości magnezu | Bardzo dobry, ale nieco gorszy niż ZAM |
| Grubość powłoki | Zwykle cieńszy ze względu na wyższą wydajność | Ogólnie grubszy dla podobnej wydajności |
| Trwałość | Wysoka, z doskonałą ochroną krawędzi | Wysoka, ale krawędzie mogą być bardziej podatne na korozję |
| Wygląd powierzchni | Gładka i błyszcząca | Gładka i lekko spękana |
| Koszty: | Generalnie wyższa ze względu na zaawansowane właściwości | Ogólnie niższy w porównaniu do ZAM |
| Zastosowania | Pokrycia dachowe, bocznice, motoryzacja, sprzęt AGD | Pokrycia dachowe, elewacje, budownictwo |
| Wpływ na środowisko | Zużywa mniej cynku, potencjalnie bardziej przyjazny dla środowiska | Standardowa powłoka cynkowo-aluminiowa |
| Przyczepność farby | Doskonały | Bardzo dobry |
| Wytrzymałość cieplna | Dobry | Dobry |
Obydwa materiały oferują doskonałe parametry pod względem trwałości i odporności na korozję, ale stal ZAM zapewnia lepszą ochronę, szczególnie na krawędziach, ze względu na swój unikalny skład. Z drugiej strony stal Galvalume jest szeroko stosowana i opłacalna, co czyni ją popularnym wyborem do wielu zastosowań.
Wzorce
AND 10346: Określono warunki techniczne dostawy wyrobów płaskich stalowych powlekanych ogniowo w sposób ciągły, w tym powłok cynkowo-aluminiowo-magnezowych.
JIS G 3323: Określono wymagania dla blach i kręgów stalowych powlekanych ogniowo stopem cynku, aluminium i magnezu.
ASTM A1046/A1046M: Niniejsza specyfikacja obejmuje wymagania dotyczące blach stalowych powlekanych stopem cynku, aluminium i magnezu metodą zanurzania na gorąco.
Zastosowania
ZAM to wszechstronna marka stali, która znajduje zastosowanie w różnorodnych zastosowaniach. ZAM jest popularnym wyborem w branży budowlanej. Służy do produkcji kanałów chłodniczych, poprzeczek sufitowych, krytych boisk baseballowych, żaluzji dźwiękochłonnych, wytrzymałych okiennic i ram domów.
W inżynierii drogowej i lądowej jego zastosowania obejmują płytę wzmacniającą most, ścianę dźwiękochłonną (obróbka ZPG), panel przeciwwiatrowy, barierę dźwiękową, element bariery dźwiękowej, płot śnieżny, poręcz, poręcz mostu, rura do łączenia śrub z bloku betonowego, śruba do skał, osłona przeciwwiatrowa, rura wzmacniająca drenaż, poręcz w tunelu, stos rur stalowych oraz ochrona ognioodporna światłowodu.
ZAM idealnie nadaje się do produkcji części samochodowych, takich jak łączniki wycieraczek, obudowy filtrów, pokrywa silnika wentylatora chłodnicy, jarzmo rozrusznika, zamek maski, klakson, koło pasowe, osłona przeciwbryzgowa, jarzmo silnika podnośnika szyby, osłona termiczna zbiornika, pokrywa przegubu stałej prędkości i dolne części szarfa.
Stal ZAM jest również wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej i urządzeń elektrycznych, konstrukcji rolniczych, kolei, budownictwa mieszkaniowego i budowlanego.
Podsumowanie
Podsumowując, stal powlekana cynkiem, aluminium i magnezem (ZAM) stanowi znaczący postęp w technologii powlekania, oferując doskonałą odporność na korozję, trwałość i wszechstronność. Szeroki zakres zastosowań w połączeniu z opłacalnością i korzyściami w zakresie zrównoważonego rozwoju sprawiają, że jest to atrakcyjny wybór dla różnych gałęzi przemysłu.
Referencje:
https://www.nipponsteel.com/product/catalog_download/pdf/U110en.pdf
Studium przypadku ZAM. Nipponstal
