Valg av stål

De fleste stål kan varmforsinkes, men siden valget av stål, og spesielt silisiuminnholdet i stålet, i stor grad avgjør tykkelsen på sinklaget i varmforsinking, er det viktig at designeren / produsenten vet dette slik at resultatet blir så godt som mulig.

Ved fremstilling av stål tilsettes enten silisium eller aluminium for å binde oksygen, stålet tettes. Innholdet av silisium, og til dels fosfor, innvirker sterkt på reaksjonen stål/zink.

Aluminiumtettede stål

Til denne stålklasse regnes de som har et innhold av silisium + fosfor under 0,03%. For disse stålene er fosforinnholdet dermed også viktig. I moderne stål er fosforinnholdet vanligvis lavt, men det bør fortsatt vurderes.

Ved varmforzinking av disse ståltyper dannes et tett legeringssjikt, slik at ren zink ikke kommer inntil stålet.
Reaksjonen kan derfor bare skje mellom det jern og den zink som diffunderer gjennom legeringssjiktet, hvilket betyr at reaksjonen stopper, og belegget blir relativt tynt.

Disse beleggene blir glatte og blanke, med en svak blåaktig metallglans. I en del tilfeller kan zinken størkne i tilfeldig orienterte krystaller som gir overflaten et utpreget rosemønster. (Tilsats av wismut, bly, eller tinn til zinkbadet gir økt rose mønster).

Dette rosemønster er bare en spesiell form av krystalldannelse som bl.a. bestemmes av størkningshastigheten. Rosemønstret er ikke noe tegn på god eller dårlig kvalitet på varmforzinkingen, og har heller ingen betydning for korrosjonsbestandigheten.

Ved kontinuerlig varmforzinking av tynnplater, brede band, kan krystall-størrelsen kontrolleres. Dette er ikke mulig ved stykkgodsforzinking.

Aluminiumtettede stål med uventet lav reaktivitet

De aluminiumstettede stålene inneholder også lave nivåer av silisium, noe som påvirker reaktiviteten. De siste årene har aluminiumstettede stål med såkalt ultralav silisiuminnhold, under 0,01%, og aluminiuminnhold over 0,035% blitt stadig vanligere. Disse stålene har mange positive egenskaper når det gjelder for eksempel skjæring og formbarhet, men det lave silisiuminnholdet i kombinasjon med det høye aluminiuminnholdet betyr at sinklagene kan være tynnere enn spesifisert i varmforsinkingsstandarden EN ISO 1461. Hvis varmforsinkingen også utføres i en nikkel legeringsbad, som er vanlig i dag da nikkel anses å tilføre flere positive egenskaper, reduserer dette reaktiviteten ytterligere med tynnere lag som et resultat. Et avvik fra standarden for slike stål kan avtales mellom kunde og varmforsinker. Hvis et avvik ikke kan aksepteres, må denne typen stål sandblases før varmforsinkning.

”Sandelinstål”

Halvtettede stål med et silisium + fosfor, (Si+P), innhold i området 0,03 – 0,14 %, kalles i varmforzinkingssammenheng for ”Sandelinstål” etter Robert W. Sandelin som oppdaget og klarla effekten av silisium. Disse stål krever spesiell badsammensetning ved varmforzinking. I et normalt varmforzinkingsbad går reaksjonen mellom stål og zink meget raskt, og gir et tykt, uregelmessig, sprøtt belegg. Ofte med dårlig vedheft. Det er krystallene i det ytterste legeringssjiktet, zeta- fasen, som vokser til små, langstrakte, korn. Smeltet zink diffunderer raskt gjennom sjiktet, og tilveksten går meget raskt.

Silisiumtettede stål

Silisiumtettede stål har et Si- innhold ≥ 0,15%. Zeta- fasen dannes her som lange, stilkformede krystaller.

Denne strukturformen er, som for Sandelin stålene, åpen, og tillater at zink fra badet diffunderer mellom krystallene. Reaksjonen bremses ikke, som for utettede eller Al- tettede stål, men går raskt under hele tiden gjenstanden er i zinkbadet. Beleggets tykkelse øker altså kraftig med økende dyppetid. Belegget blir normalt tykt, men tilveksten er, i motsetning til for Sandelinstålene, kontrollert, og har god vedheft.

Det må understrekes at den åpne struktur på legeringssjiktet ikke betyr at dette er porøst, i.e. har hulrom. Rommene mellom krystallene er alltid fylt med zink. Beleggene er like kompakte, og helt igjennom metalliske, som belegg på utettede og aluminium tettede stål.

Variasjonene kan være store for stål med samme Si-innhold, men fra forskjellige charger. Variasjoner innen en og samme charge kan også forekomme.

Variasjonene, tross likt totalt silisium innhold for ulike stål, antas bl.a. å bero på at en viss mengde silisium kan ha blitt oksidert, gått til SiO2, ved varmebehandling av stålet. Ulike mengder silisium er da løst i stålet, og det er kun denne mengde som påvirker reaksjonen. En annen påvirkende faktor er at reaksjonen mellom jern og zink skjer i det ytterste laget av stålet, kun noen få mikrometer inn.

Det er viktig at innholdet av kisel + fosfor i de aluminiumtettede stålene holdes under 0,03% for å danne et lag av god kvalitet. Forskningsstudier har vist at kald- og varmvalset stål kan oppføre seg noe annerledes i varmgalvanisering, som er diskutert nedenfor.

Velg riktig stål

For de fleste tilfeller vil stål, både kald- og varmvalset, med Si+P < 0,03 vektprosent, gi gode varmforzinkingsresultat.

Dersom overflatefinishen til det varmforzinkede produkt er av stor viktighet, og stålet er kaldvalset, bør følgende spesifikasjoner velges :

Si < 0,03 og Si+2,5P < 0,04 vektprosent

For varmvalset stål er silisium innholdet ennå mer kritisk, mens fosfor innholdeter av mindre betydning. Følgende spesifikasjoner bør velges:

Si < 0,02 og Si+2,5P < 0,09 vektprosent

Skal den varmforzinkede konstruksjonen stå i et mer korrosivt miljø, må Silisium innholdet være > 0,22%. Økende innhold gir økende beleggtykkelse.

Ved ekstreme korrosjonsforhold kan varmforzinking og maling være et alternativ til tykke zinkbelegg.

Ønskes et blankt belegg må et aluminium tettet stål (uten silisiumtilsats) velges.

For members
Norsk bokmål