Алуминият (Al), който изглежда сребристобял, принадлежи към лицево-центрираната кубична структура с константа на решетката 404959,6 нанометра, относителна атомна маса 26,8, точка на топене 658 градуса и точка на кипене 2000 градуса. Алуминият не се среща естествено в търговския цинк. Алуминият обаче се добавя умишлено към разтопения цинк по време на горещо поцинковане. Целта е да се подобри блясъка на цинковото покритие върху стоманени тръби, да се подобри неговата гъвкавост, да се промени структурата на слоя желязо-цинкова сплав и да се противодейства на влиянието на желязото в стопения цинк. Подробна разбивка е както следва:
(1) Алуминият подобрява блясъка и гъвкавостта на поцинкованите стоманени тръби.
Теоретично, за да се постигне това, са достатъчни само {{0}}.02% алуминий в разтопения цинк. Въпреки това, тъй като алуминият лесно се окислява на повърхността на стопения цинк, въз основа на опита трябва да се добави приблизително 0.2% алуминий, за да се поддържа съдържание на алуминий от 0,02% в стопения цинк. Благодарение на високия афинитет между алуминия и кислорода, който образува слой от алуминиев оксид, този слой ефективно предотвратява дифузията на кислород, предпазвайки лежащия отдолу стопен цинк и стопения цинк от окисление. По същия начин други метални елементи в стопения цинк също са защитени от окисление. Както знаем, цинковият оксид, образуван след окисляването на стопения цинк, е жълт, а оксидите на оловото и кадмия също са жълти. Без ефекта на алуминия, повърхността на галванизирания слой би била значително опетнена с жълти компоненти, което значително ще повлияе на блясъка му. Затова по време на горещо поцинковане се добавя известно количество алуминий, за да се получи ярък поцинкован слой. Междувременно, когато стопеният цинк съдържа 0,2% алуминий, може да се получи най-добрият модел и гъвкавостта на галванизирания слой е особено добра.
Американското дружество за изпитване и материали обаче препоръчва да не се използва алуминий като избелваща метална добавка и ако се използва, трябва да бъде ограничен до под 0.01%.
(2) Модифициране на структурата на галванизирания слой
Теоретично, за постигане на целта за модифициране на структурата на галванизирания слой е достатъчно съдържание на алуминий от {{0}}.2 до 0.3% в стопения цинк. При действителното производство обаче алуминият в стопения цинк лесно реагира с кислорода и се изразходва. Следователно, за да се поддържа съдържание на алуминий от 0.2 до 0,3% в стопения цинк, трябва да се добави приблизително 1,5% до 3,5% алуминий. За да илюстрираме ефекта от съдържанието на алуминий върху модифицирането на структурата на галванизирания слой, нека наблюдаваме промените в структурата на галванизирания слой, докато съдържанието на алуминий постепенно се увеличава от ниско към високо:
Увеличаването на съдържанието на алуминий до 0.05% в разтопения цинк има за цел да подобри повърхностния блясък на галванизирания слой, но не засяга неговата структура. Следователно поцинкованата структура е същата като тази, покрита от чист разтопен цинк, състояща се от адхезивен слой (фаза a), междинен слой (фаза), леко напукан слой (фаза δ₁), плаващ слой (фаза S), и чист цинков слой (фаза η). Разликата от галванизирания слой, покрит от чист разтопен цинк, е в кристалните форми на фазите.
Когато съдържанието на алуминий в стопения цинк е 0.1%, кристалите на плаващия слой (фаза δ₁) съществуват в големи блокове и вече не са подредени в непрекъснат слой, а като отделени включвания.
Когато съдържанието на алуминий в стопения цинк е 0.15%, разпределението на плаващия слой (фаза δ₁) също не е непрекъснато, а се състои от по-големи, взаимно отделени кристални клъстери, като само слоят (фаза δ₁) показващи малко по-плътна структура.
Когато съдържанието на алуминий в стопения цинк е 0.24%, инхибиращият ефект върху ецването (легирането) е силен. Ако потопеното поцинковане се поддържа при температура от 440 градуса за 1 час в този разтопен цинк и след това се провери, не се установява реакция. Следователно върху галванизирания слой на пробата съществува само слой от чист цинк. Това е така, защото реакцията между алуминия и стоманената тръба образува тънък филм от FeAl3 (или Fe2Al5 според някои източници) съединения, възпрепятствайки дифузията на железни йони към цинка.
От горното се вижда, че количеството алуминий е важен фактор за промяна на структурата на галванизирания слой. Когато съдържанието на алуминий е фиксирано, параметри на процеса като време на потапяне, течливост (както е показано на фигура 3-5) и температура на потапяне също влияят върху промяната в структурата на цинковия слой. Следователно при производството на горещо поцинковане връзката между тези три фактора се определя от спецификациите на процеса и само при строго регламентирани условия на работа може да се получи желаният поцинкован слой.
(3) Противодействие на влиянието на желязото в стопения цинк
Алуминият реагира с желязото в стопения цинк, за да образува три съединения: FeAl, FeAl₂ и FeAl3, като по този начин намалява въздействието си върху галванизирания слой.
