Metallurgical aspects of steel galvanization - Steel Casting

Aspectos metalúrgicos de la galvanización del acero

La exposición al medio ambiente puede afectar a los componentes o piezas de acero. Los cambios de temperatura o la exposición a la humedad y al aire pueden provocar la corrosión del acero. Se produce una reacción química que da lugar a la oxidación del hierro presente en el acero. Como el hierro ocupa la mayor parte del volumen del acero, la corrosión provoca un aumento del volumen pero una disminución de la resistencia del producto de acero. Por lo tanto, es importante prevenir esta reacción química para mantener la calidad del acero.

Galvanización

Existen diversas maneras de proteger la superficie del acero de la oxidación, y la galvanización es una de las más utilizadas y fiables. La galvanización es el proceso mediante el cual el acero se recubre con zinc, lo que evita su exposición a la atmósfera y, en consecuencia, la oxidación. La galvanización puede proteger la superficie del acero durante unos 15 años o más. El zinc fundido se aplica a la superficie del acero mediante uno de dos métodos: inmersión en caliente o deposición electrolítica. Ambos métodos previenen eficazmente la oxidación del hierro presente en el acero y, por lo tanto, la corrosión.

Enlace metalúrgico

La galvanización del acero crea una barrera entre la atmósfera y su superficie. Durante el proceso de galvanización, al recubrir la superficie del acero con zinc fundido, se produce una reacción química. El zinc y el hierro presentes en el acero forman una serie de enlaces de aleación zinc-hierro. La adición de un recubrimiento de zinc proporciona resistencia al impacto. Este recubrimiento aumenta la dureza y la ductilidad, ofreciendo mayor protección a la superficie del acero. También protege contra la manipulación brusca del acero recubierto de zinc. Sin embargo, el espesor del recubrimiento de zinc no afecta la vida útil de la galvanización, ya que esta depende de la masa total del recubrimiento.

Impacto de la galvanización

El zinc es más activo electroquímicamente que el acero. En un electrolito, se convierte en el ánodo del acero. Esto previene la formación de áreas de cátodo y ánodo en la superficie. Esto hace que los electrones fluyan del ánodo de zinc al acero, creando iones de zinc con carga positiva. Además, los electrones con carga negativa son atraídos por los iones de hidrógeno positivos y reaccionan con ellos, creando gas hidrógeno. Entre el electrolito y el cátodo de acero no se produce ninguna reacción química. Esto se denomina protección catódica y previene la corrosión del acero. En la superficie del ánodo, los iones de zinc con carga positiva reaccionan con los iones de hidroxilo del electrolito, que tienen carga negativa. Además, con el paso de los años, cuando el recubrimiento de zinc sufre daños físicos, la protección catódica actúa como escudo contra la corrosión.

Presencia de impurezas en el acero

Con mayor frecuencia, el acero contiene impurezas que afectan el proceso de galvanización. Por ejemplo, el fósforo, como impureza, puede crear recubrimientos de zinc más resistentes y mejorar la resistencia a la corrosión. El silicio actúa de forma similar al zinc durante el proceso de galvanización. Cuando se recubre la superficie del acero con zinc, el fósforo y el silicio actúan como catalizadores y mejoran la unión zinc-hierro, creando más capas.