Aluminium (Al), som fremstår sølvhvidt, tilhører den ansigtscentrerede kubiske struktur med en gitterkonstant på 404959,6 nanometer, en relativ atommasse på 26,8, et smeltepunkt på 658 grader og et kogepunkt på 2000 grader. Aluminium forekommer ikke naturligt i kommerciel zink. Aluminium tilsættes dog bevidst til den smeltede zink under varmgalvanisering. Formålet er at forbedre glansen af zinkbelægningen på stålrør, forbedre dens fleksibilitet, ændre strukturen af jern-zink legeringslaget og modvirke påvirkningen af jern i den smeltede zink. En detaljeret opdeling er som følger:
(1) Aluminium forbedrer glansen og fleksibiliteten af galvaniserede stålrør.
For at opnå dette er teoretisk kun {{0}}.02 % aluminium i den smeltede zink tilstrækkelig. Men da aluminium let oxideres ved overfladen af den smeltede zink, baseret på erfaring, skal der tilsættes ca. 0,2 % aluminium for at opretholde et 0,02 % aluminiumindhold i den smeltede zink. På grund af den høje affinitet mellem aluminium og oxygen, som danner et aluminiumoxidlag, forhindrer dette lag effektivt diffusion af oxygen, hvilket beskytter den underliggende smeltede zink og smeltet zink mod oxidation. Tilsvarende er andre metalliske grundstoffer i den smeltede zink også beskyttet mod oxidation. Som vi ved, er zinkoxid dannet efter oxidation af smeltet zink gult, og oxider af bly og cadmium er også gule. Uden effekten af aluminium ville det galvaniserede lags overflade blive betydeligt plettet med gule komponenter, hvilket i høj grad påvirker dets glans. Derfor tilføres en vis mængde aluminium under varmgalvaniseringen for at opnå et lyst galvaniseret lag. I mellemtiden, når den smeltede zink indeholder 0,2% aluminium, kan det bedste mønster opnås, og fleksibiliteten af det galvaniserede lag er særlig god.
American Society for Testing and Materials anbefaler dog ikke at bruge aluminium som et lysnende metallisk additiv, og hvis det bruges, bør det begrænses til under 0.01 %.
(2) Ændring af strukturen af det galvaniserede lag
For at opnå formålet med at modificere det galvaniserede lags struktur er teoretisk et aluminiumindhold på {{0}}.2 til 0.3 % i den smeltede zink tilstrækkeligt. Men i den faktiske produktion reagerer aluminium i den smeltede zink let med ilt og forbruges. For at opretholde et aluminiumindhold på 0,2 til 0,3 % i den smeltede zink skal der derfor tilsættes ca. 1,5 % til 3,5 % aluminium. For at illustrere effekten af aluminiumindhold på ændring af det galvaniserede lags struktur, lad os observere ændringerne i det galvaniserede lags struktur, når aluminiumindholdet gradvist stiger fra lavt til højt:
En stigning i aluminiumindholdet til 0,05 % i den smeltede zink har til formål at forbedre overfladeglansen af det galvaniserede lag, men påvirker ikke dets struktur. Derfor er den galvaniserede struktur den samme som den, der er belagt med ren smeltet zink, bestående af et adhæsionslag (fase a), et mellemlag (fase ), et let revnet lag (fase δ₁), et drivende lag (fase S), og et rent zinklag (fase η). Forskellen fra det galvaniserede lag belagt med ren smeltet zink er i fasernes krystallinske former.
Når aluminiumindholdet i den smeltede zink er 0,1 %, eksisterer krystallerne i det drivende lag (fase δ₁) i store blokke og er ikke længere arrangeret i et kontinuerligt lag, men som løsrevne indeslutninger.
Når aluminiumindholdet i den smeltede zink er 0,15 %, er fordelingen af det drivende lag (fase δ₁) heller ikke kontinuert, men består af større, indbyrdes adskilte krystallinske klynger, med kun laget (fase δ₁) viser en lidt tættere struktur.
Når aluminiumindholdet i den smeltede zink er 0,24 %, er den hæmmende effekt på ætsning (legering) stærk. Hvis nedsænkningsgalvaniseringen holdes ved en temperatur på 440 grader i 1 time i denne smeltede zink og derefter inspiceres, er der ikke fundet nogen reaktion sted. Derfor er der kun et rent zinklag på prøvens galvaniserede lag. Dette skyldes, at reaktionen mellem aluminium og stålrøret danner en tynd film af FeAl3 (eller Fe2Al5 ifølge nogle kilder) forbindelser, hvilket hindrer diffusionen af jernioner mod zinken.
Af ovenstående kan det ses, at mængden af aluminium er en vigtig faktor for at ændre strukturen af det galvaniserede lag. Når aluminiumindholdet er fast, påvirker procesparametre såsom nedsænkningstid, fluiditet (som vist i figur 3-5) og nedsænkningstemperatur også ændringen i zinklagets struktur. Ved varmgalvaniseringsproduktion er forholdet mellem disse tre faktorer derfor fastsat af processpecifikationerne, og kun under strengt regulerede driftsforhold kan det ønskede galvaniserede lag opnås.
(3) Modvirke påvirkningen af jern i den smeltede zink
Aluminium reagerer med jern i den smeltede zink og danner tre forbindelser: FeAl, FeAl₂ og FeAl₃, hvorved dets påvirkning af det galvaniserede lag reduceres.
