Verzinkter Stahl ist Stahl, der einem chemischen Prozess unterzogen wurde, um ihn vor Korrosion zu bewahren. Der Stahl wird mit Zinkoxidschichten überzogen, da dieses schützende Metall nicht so leicht rostet. Die Beschichtung verleiht dem Stahl auch eine haltbarere, schwer zu kratzende Oberfläche, die viele Menschen attraktiv finden. Für unzählige Outdoor-, Marine- oder Industrieanwendungen ist verzinkter Stahl ein wesentlicher Fertigungsbestandteil.
Wie es gemacht wird
Eine der gängigsten Methoden, um Stahl rostbeständig zu machen, besteht darin, ihn mit einem Metall zu kombinieren (legieren), das weniger korrodiert: Zink. Wenn Stahl in geschmolzenes Zink getaucht wird, bindet eine chemische Reaktion das Zink dauerhaft an den Stahl. Daher ist Zink nicht gerade eine Versiegelung wie Farbe, da es nicht nur das andere Metall überzieht; es wird tatsächlich dauerhaft ein Teil davon. Die äußerste Schicht besteht ausschließlich aus Zink, aber die nachfolgenden Schichten sind eine Mischung aus Zink und Eisen mit einem Inneren aus reinem Stahl.
Dieses als Feuerverzinkung bekannte Verfahren ist eine der gängigsten Methoden zur Herstellung von verzinktem Stahl, aber nicht die einzige. Kontinuierliche Blechverzinkung führt ein Stahlblech oder einen Draht durch geschmolzenes Zink; es ist auch eine Form des Heißtauchens, hinterlässt jedoch eine dünnere Schicht des schützenden Metalls. Stahl kann auch mit Zink lackiert oder besprüht werden, obwohl keine Methode die starke Bindung erzeugt, die das Schmelztauchen bewirkt. Beim Galvanisieren oder Galvanisieren wird Strom verwendet, um die Verbindung zwischen den beiden Metallen herzustellen, was zu einer relativ dünnen Zinkschicht führt.
Der Verzinkungsgrad wird in der Regel als Flächengewicht des Zinks und nicht als Dicke bezeichnet, da dies eine bessere Darstellung der aufgetragenen Metallmenge ermöglicht. Stahl wird oft galvanisiert, nachdem einzelne Teile wie Streben, Nägel, Schrauben, Balken oder Bolzen geformt wurden. Kontinuierliche Blechverzinkung wird jedoch häufig durchgeführt, bevor das Metall zur Herstellung von Produkten verwendet wird, und kann einem gewissen Biegen und Umformen ohne Abplatzen standhalten.
Vorteile der Galvanisierung
Zink schützt Stahl auf zwei Arten. Erstens ist es sehr rostbeständig; Eisen, ein Hauptbestandteil von Stahl, reagiert sehr leicht mit Sauerstoff und Feuchtigkeit und zerfällt schließlich. Die Zinkschicht auf der Oberfläche verhindert, dass diese Elemente so schnell auf den Stahl gelangen. Es entwickelt auch eine Patina – eine Schicht aus Zinkoxiden, Salzen und anderen Verbindungen – die weiteren Schutz bietet. Zink ist außerdem extrem langlebig und kratzfest und hat ein seidiges Aussehen, das viele attraktiv finden.
Die äußere Schicht schützt auch den Stahl, indem sie als „Opferschicht“ fungiert. Wenn sich aus irgendeinem Grund Rost auf der Oberfläche von verzinktem Stahl festsetzt, wird das Zink zuerst korrodiert. Selbst in Bereichen, in denen die Oberfläche zerkratzt oder beschädigt ist, korrodiert das umgebende Zink noch vor dem Stahl. Die Lebensdauer von verzinktem Stahl variiert, aber Industriestahl mit einer 3.9 mil (0.0039 Zoll oder 0.09906 mm) dicken Beschichtung kann unter durchschnittlichen Bedingungen mehr als 70 Jahre ohne Wartung halten.
Verwendung
Verzinkter Stahl ist fast überall zu finden. Viele Menschen leben in Stahlrahmenhäusern, und Gebäude werden oft mit verzinkten Stahldächern gebaut. Es gibt mehrere Stahlteile in Autos, die dazu beitragen, sie vor dem Wetter zu schützen, und es wird aufgrund seiner Fähigkeit, dem Salz und den Elementen zu widerstehen, in vielen Schiffsanwendungen verwendet. Dieses Metall ist nicht nur kostengünstig, langlebig und effektiv, sondern auch beliebt, weil es recycelt und mehrmals wiederverwendet werden kann.
Nachteile
Die Galvanisierung hat relativ wenige Nachteile, aber sie ist keine gute Methode zum Schutz aller Stahlgegenstände. Manche Gegenstände können nicht feuerverzinkt werden, weil sie oft zu groß oder zu klein sind, und andere Formen der Verzinkung sind oft nicht so schützend und langlebig. Irgendwann wird das Zink korrodiert, aber wie lange dies dauert, hängt von der Dicke der Beschichtung und der Umgebung ab. Verzinkter Stahl hat eine viel kürzere Lebensdauer, wenn er regelmäßig Regen oder Meerwasser ausgesetzt ist.
Auch bei verzinktem Stahl, der zu langsam abgekühlt oder vor dem vollständigen Abkühlen gestapelt wird, kann sich die äußere Zinkschicht ablösen. In einigen Fällen können sich zwischen dem Zink und der darunterliegenden Legierung kleine Lücken bilden, die ebenfalls zum Ablösen führen können. Bei sehr dicker Zinkschicht kann diese auch spröde werden und abplatzen.
Alternativen zur Galvanisierung
Einige Metallgegenstände können nicht effektiv galvanisiert werden; der Zinküberzug wäre beispielsweise bei einer kleinen Schraube zu dick. In vielen Fällen wird stattdessen Edelstahl mit Chrom verwendet. Im Gegensatz zu verzinkten Metallen ist Edelstahl nicht im Metall beschichtet; Chrom ist Teil der Zusammensetzung der Stahllegierung.