Оцинкованная сталь против нержавеющей стали: различия и что лучше

Когда мы думаем о коррозионностойкой стали, на ум часто приходит нержавеющая сталь, а также оцинкованная сталь, которая проходит процесс гальванизации для повышения ее коррозионной стойкости. Однако что конкретно отличает эти два вида стали, когда речь идет о стойкости к коррозии? Итак, какой вариант больше подходит для вашего проекта?

В этом руководстве мы рассмотрим различия между нержавеющей сталью и оцинкованной сталью с точки зрения их свойств, областей применения, а также их плюсов и минусов, что поможет вам принять оптимальное решение, соответствующее вашим потребностям.

Что такое оцинкованная сталь?

Оцинкованная сталь, или оцинкованная сталь, изготавливается из углеродистой и конструкционной стали. Она использует методы горячего цинкования и гальванопокрытия для формирования защитного цинкового покрытия, которое прилипает к поверхности стали. Обычно в плоских листах или полых формах, она соответствует стандартам ASTM A123. В отличие от нержавеющей стали, которая зависит от хрома, оцинкованная сталь зависит от цинка для предотвращения ржавчины. Она широко используется в строительстве, автомобилестроении и бытовой технике из-за своей долговечности и доступности.

Процесс гальванизации оцинкованной стали

1. Уборка:
   Сталь очищается от грязи, жира и ржавчины с помощью химических ванн или пескоструйной обработки.
2. Погружение в расплавленный цинк:
   После очистки сталь погружают в расплавленный цинк при температуре около 450°C (842°F). Цинк прикрепляется к стали, образуя защитный слой.
3. Охлаждение и инспекция:
   Сталь охлаждается и проверяется, чтобы убедиться в равномерности цинкового покрытия.
4. Электрогальванизация (для мелких деталей):
   Для более мелких деталей цинк наносится с помощью электрического тока в процессе, называемом электрогальванизацией.

Цинковый слой защищает сталь, предотвращая попадание на нее воздуха и влаги, обеспечивая коррозионную стойкость.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь (также называемая inox) изготавливается из железа, хрома (не менее 10,5%), никеля и углерода. Она соответствует стандартам ASTM A240 и устойчива к коррозии благодаря слою оксида хрома. Основными типами являются аустенитная, ферритная, мартенситная, дуплексная и дисперсионно-твердеющая. Она выпускается в листах, прутках и трубах. Нержавеющая сталь прочная, долговечная и жаропрочная, используется в строительстве, пищевой промышленности и медицинском оборудовании. Обычные методы обработки включают сварку, механическую обработку и формовку.

Нажмите здесь, чтобы получить полное руководство по нержавеющей стали!

Химические свойства оцинкованной стали по сравнению с нержавеющей сталью

Оцинкованная сталь и нержавеющая сталь различаются по химическому составу и функциональности. Ниже приведено краткое сравнение их основных свойств, включая состав, коррозионную стойкость, химическую реактивность и долговечность.

1. Состав

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь состоит из приблизительно 99% углеродистой стали и 1% цинка. Слой цинка обеспечивает защиту, но не изменяет химическую структуру стали.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь представляет собой смесь, состоящую в основном из железа 70% и не менее 10.5% хрома с дополнительными элементами, такими как никель или молибден. Хром создает на поверхности неактивный слой оксида хрома, обеспечивая устойчивость к ржавчине.

2. Коррозионная стойкость

• Оцинкованная сталь:
  Цинковое покрытие на оцинкованной стали обеспечивает жертвенную защиту, то есть цинк корродирует первым, защищая лежащую под ним сталь. Однако после того, как слой цинка изнашивается, сталь становится уязвимой для коррозии.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь обеспечивает лучшую устойчивость даже после повреждения поверхности благодаря самовосстанавливающемуся пассивному оксидному слою. Этот слой восстанавливается, обеспечивая долгосрочную защиту. Как оцинкованная, так и нержавеющая сталь лучше противостоят коррозии, чем обычная углеродистая сталь, но нержавеющая сталь имеет преимущество в виде длительной защиты.

3. Реакционная способность по отношению к химическим веществам

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь восприимчива к кислотам и щелочам, которые могут разрушить цинковое покрытие. Воздействие соленой воды или кислотных сред значительно сократит срок ее службы.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь устойчива к большинству кислот, оснований и химикатов, что делает ее идеально подходящей для сред с агрессивными химикатами или воздействием соленой воды.

Физические свойства оцинкованной стали по сравнению с нержавеющей сталью

Оцинкованная сталь и нержавеющая сталь различаются не только по химическому составу, но и по физическим свойствам. Ключевые факторы, такие как долговечность, теплопроводность, свариваемость и магнетизм, важны при выборе правильного материала для проекта. Ниже приведен краткий обзор того, как эти характеристики сравниваются.

1. Долговечность

• Оцинкованная сталь:
  Он обеспечивает приличную прочность, но зависит от толщины цинкового покрытия. Со временем покрытие изнашивается, сокращая срок его службы.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь отличается высокой прочностью, устойчива к коррозии и износу в течение длительного времени, что делает ее идеальным материалом для эксплуатации в суровых условиях.

2. Теплопроводность

• Оцинкованная сталь (85-90 Вт/м·К):
  Оцинкованная сталь имеет умеренную теплопроводность, пригодна для общего использования, но не для высоких температур. Нагрев выше точки плавления цинка может привести к его разжижению и отделению от стали, что создает риск ожога или пожара.
• Нержавеющая сталь (16-17 Вт/м·К):
  Нержавеющая сталь имеет более низкую теплопроводность, то есть она не так эффективно передает тепло, что может быть полезно в условиях высоких температур.

3. Температура плавления

• Оцинкованная сталь (основная сталь ~1425-1540°C, цинковое покрытие ~419°C): Базовая сталь в оцинкованной стали имеет высокую температуру плавления, как и другие стали. Однако цинковое покрытие плавится при гораздо более низкой температуре (~419°C). При воздействии высокой температуры цинк может расплавиться и отделиться, что ограничивает его использование в высокотемпературных средах.

• Нержавеющая сталь (1400-1450°C): Нержавеющая сталь имеет стабильно высокую температуру плавления, что делает ее пригодной для высокотемпературных применений. В отличие от оцинкованной стали, она не имеет покрытия с низкой температурой плавления, что позволяет ей сохранять свою целостность при нагревании.

4. Свариваемость

• Оцинкованная сталь:
  Welding galvanized steel is difficult because of the zinc layer, which can emit dangerous fumes and reduce the strength of the weld.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь легче поддается сварке и не выделяет токсичных паров, что делает ее предпочтительной для сварных конструкций.

5. Магнетизм

• Оцинкованная сталь:
  Магнетизм оцинкованной стали зависит от используемой базовой стали. Если базовая сталь магнитная, слой цинка не нарушит ее магнитные характеристики. Таким образом, оцинкованная сталь сохраняет магнитный отклик исходного материала.
• Нержавеющая сталь:
  Stainless steel’s magnetism varies by alloy. Austenitic stainless steel is the least magnetic, while other alloys, depending on their iron content, can exhibit varying levels of magnetism.

Сравнение механических свойств оцинкованной и нержавеющей стали

При сравнении механических свойств оцинкованной и нержавеющей стали такие характеристики, как предел прочности на разрыв, предел текучести, пластичность, прочность и ударная вязкость, определяют, как каждый материал будет вести себя под нагрузкой и в суровых условиях. 

1. Прочность на растяжение

• Оцинкованная сталь:
  Прочность оцинкованной стали на растяжение зависит от базовой стали, обычно конструкционной или углеродистой стали. Поскольку цинковое покрытие не влияет на прочность, ее прочность на растяжение обычно составляет от 370 до 550 МПа (от 54 000 до 80 000 фунтов на кв. дюйм), аналогично базовому материалу.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь прочнее оцинкованной стали с точки зрения прочности на разрыв, которая варьируется от 515 МПа до 1300 МПа (от 75 000 до 188 500 фунтов на кв. дюйм) в зависимости от сплава. Это делает нержавеющую сталь лучшим выбором для высоконагруженных применений.

2. Предел текучести

• Оцинкованная сталь:
  Предел текучести оцинкованной стали зависит от базовой стали и обычно составляет от 230 до 350 МПа (от 33 000 до 50 000 фунтов на кв. дюйм). Цинковый слой не изменяет предел текучести стали.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь имеет более высокий предел текучести, чем оцинкованная сталь, со значениями от 275 до 620 МПа (от 40 000 до 90 000 фунтов на кв. дюйм), что делает ее более устойчивой к деформации под напряжением.

3. Пластичность

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь сохраняет ту же пластичность, что и базовая сталь, которая часто превосходит пластичность нержавеющей стали. Пластичность обычно составляет около 15% до 30% относительного удлинения при разрыве, что позволяет ей растягиваться без разрыва.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющие стали более пластичны, особенно аустенитные типы, их относительное удлинение при разрыве обычно составляет от 40% до 60%, что облегчает их формование без образования трещин.

4. Прочность

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь имеет умеренную прочность, но цинковое покрытие может быть повреждено, особенно в холодных условиях, что снижает ее эксплуатационные характеристики. Ее ударная вязкость, как правило, ниже, чем у нержавеющей стали.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь демонстрирует отличную прочность, особенно при низких температурах. Она лучше противостоит растрескиванию или разрыву под нагрузкой, чем оцинкованная сталь, что делает ее идеальной для ударопрочных применений.

5. Сила

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь обладает хорошей прочностью благодаря своей основе из углеродистой стали, однако цинковое покрытие не повышает прочность конструкции.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь прочнее оцинкованной стали, особенно в условиях высоких нагрузок или экстремальных условий, благодаря своему составу сплава.

Другое сравнение оцинкованной стали и нержавеющей стали

Помимо механических и химических характеристик, есть еще несколько факторов, которые следует учитывать при сравнении оцинкованной и нержавеющей стали. К ним относятся стоимость, внешний вид, обслуживание и воздействие на окружающую среду.

1. Стоимость

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь, как правило, более доступна по цене из-за более низкой стоимости углеродистой стали и относительно простого процесса цинкования. Это доступный выбор для задач, не требующих высокой прочности.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь стоит дороже из-за таких легирующих компонентов, как хром и никель. Ее повышенная стоимость объясняется превосходной стойкостью к ржавчине и долговечностью, особенно в жестких условиях.

2. Внешний вид

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь имеет тусклый, матовый вид, который может меняться в зависимости от процесса гальванизации. Обычно ее не выбирают для проектов, где эстетика является ключевым фактором.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь имеет блестящую, полированную отделку, которая часто более эстетически привлекательна. Она обычно используется в ситуациях, где важна эстетика, например, в дизайне зданий и в бытовых приборах премиум-класса.

3. Техническое обслуживание

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь требует периодического осмотра, особенно в суровых условиях, где цинковый слой может со временем корродировать. Если цинковое покрытие изнашивается, его необходимо перекрасить, чтобы предотвратить ржавление.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь не требует особого ухода, так как ее самовосстанавливающийся оксидный слой защищает ее от ржавчины. Она требует минимального ухода и не нуждается в защитных покрытиях или обработке.

4. Воздействие на окружающую среду

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь может оказывать воздействие на окружающую среду из-за утечки цинка во время производства и утилизации. Переработка также более сложна, поскольку после того, как слой цинка изнашивается, она становится стандартной сталью и ее необходимо снова оцинковывать.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь легче поддается переработке. Ее можно расплавить, удалить примеси или отрегулировать, и использовать повторно без дополнительной обработки. Длительный срок службы и минимальное обслуживание делают ее более экологичной с течением времени.

5. Вес

• Оцинкованная сталь:
  Оцинкованная сталь имеет вес, аналогичный весу обычной углеродистой стали, а цинковое покрытие добавляет лишь небольшое увеличение общего веса. Она, как правило, тяжелее нержавеющей стали при сравнении схожих толщин.
• Нержавеющая сталь:
  Нержавеющая сталь легче оцинкованной стали из-за своего состава сплава, несмотря на свою превосходную прочность. Это делает ее желательным вариантом, когда вес является ключевым фактором, особенно в строительных и транспортных проектах.

Подводя итог, нержавеющая сталь обеспечивает лучшую коррозионную стойкость и прочность, чем оцинкованная сталь в экстремальных условиях. Однако оцинкованная сталь легче поддается обработке и сварке, стоит дешевле и лучше противостоит коррозии, чем другая углеродистая сталь.

Применение оцинкованной и нержавеющей стали

Благодаря своим отличительным характеристикам оцинкованная сталь и нержавеющая сталь широко используются в различных отраслях промышленности. Оцинкованная сталь часто выбирается из-за экономически эффективной коррозионной стойкости в умеренных условиях, в то время как нержавеющая сталь предпочтительна для применений, требующих высокой прочности и устойчивости к экстремальным условиям.

Применение оцинкованной стали:

• Строительство (крыши, несущие балки и ограждения)
• Автомобильные детали (рамы, кузовные панели)
• Сельское хозяйство (силосы для хранения, ирригационные системы)
• Наружные конструкции (ворота, ограждения)
• Электрические столбы и опоры линий электропередач
• Системы ОВК (воздуховоды и трубопроводы)
• Бытовая техника (барабаны стиральных машин, кондиционеры)

Применение нержавеющей стали:

• Оборудование для переработки продуктов питания и напитков
• Медицинские инструменты и хирургические инструменты
• Химическая и фармацевтическая промышленность (резервуары, реакторы)
• Морская среда (лодки, доки и оборудование)
• Архитектура (перила, фасады и декоративные элементы)
• Автомобильные и аэрокосмические детали (выхлопные системы, крепежные элементы)
• Кухонные принадлежности и бытовая техника (раковины, столовые приборы, столешницы)

Распространенные области применения оцинкованной и нержавеющей стали

Оцинкованная сталь и нержавеющая сталь используются вместе во многих отраслях промышленности из-за их прочности и коррозионной стойкости. Вот некоторые общие применения:

• Строительство: Используется в каркасах зданий, опорах и кровле. Оцинкованная сталь более экономична, а нержавеющая сталь обеспечивает лучшую коррозионную стойкость.
• Автомобильный: Оба материала используются в кузовах, шасси и деталях автомобилей для защиты от коррозии и увеличения срока службы.
• Бытовая техника: их можно найти во внешних корпусах холодильников, стиральных машин и других приборов из-за их прочности и внешнего вида.
• Транспорт: Применяется в дорожных знаках, ограждениях и мостах. Популярен из-за своей способности противостоять ржавчине, простоты обслуживания и отсутствия взаимодействия с пищевыми продуктами. Обычно применяется в машинах, контейнерах и при приготовлении пищевых продуктов.
• Сельское хозяйство: Используется в каркасах теплиц, резервуарах для воды и ограждениях, обеспечивая защиту от коррозии и долговечность.

Сравнение оцинкованной и нержавеющей стали в пищевой промышленности

Нержавеющая сталь: Нержавеющая сталь предпочтительна из-за ее способности противостоять коррозии, низких требований к обслуживанию и безопасного взаимодействия с пищевыми продуктами. Она обычно применяется в машиностроении, складировании и пищевой промышленности.

Оцинкованная сталь: Не подходит для прямого контакта с пищей из-за возможной коррозии цинкового покрытия в кислых средах. В основном используется для бесконтактных конструкций, таких как стеллажи и полки.

Сравнение оцинкованной и нержавеющей стали в медицинской промышленности

Нержавеющая сталь: необходим для медицинских инструментов, имплантатов и устройств, поскольку его легко стерилизовать, он долговечен и обладает высокой устойчивостью к коррозии.

Оцинкованная сталь: Непригоден для прямого медицинского использования из-за риска сколов цинкового покрытия и шероховатой поверхности, что затрудняет его очистку. В основном используется в нестерильных инфраструктурах.

Связанное чтение
Medical Grade Stainless Steel.

Что лучше — оцинкованная или нержавеющая сталь?

Итак, что лучше, оцинкованная сталь или нержавеющая сталь? Лучший выбор зависит от ваших конкретных требований. Ниже приведено сравнение на основе ключевых факторов, таких как стоимость, обслуживание, долговечность, безопасность и общие сценарии использования.

1. На основе характеристик

• Расходы:
  Оцинкованная сталь — лучший вариант, когда стоимость имеет первостепенное значение. Низкая себестоимость производства и доступность делают ее идеальной для проектов с бюджетными ограничениями, особенно там, где экстремальная прочность не является существенной.
• Обслуживание:
  Нержавеющая сталь является предпочтительным выбором для долгосрочного использования с низкими требованиями к обслуживанию. Ее самовосстанавливающийся оксидный слой гарантирует, что она требует минимального обслуживания, в отличие от оцинкованной стали, которую со временем может потребоваться перекрыть.
• Прочность:
  Нержавеющая сталь — лучший вариант для сред, где прочность имеет решающее значение, например, для суровых погодных условий или коррозионных условий. Ее превосходная коррозионная стойкость гарантирует, что она прослужит дольше без ухудшения, тогда как оцинкованная сталь может изнашиваться в жестких условиях.
• Безопасность:
  Для пищевых и медицинских применений нержавеющая сталь является явным победителем благодаря своим нетоксичным, нереактивным свойствам. Она безопаснее для прямого контакта с продуктами питания или медицинскими приборами, в то время как цинковое покрытие оцинкованной стали может разрушаться, создавая риски загрязнения.

2. На основе сценариев использования

• Морская среда:
  В морской среде или в условиях влажности нержавеющая сталь является наилучшим вариантом из-за ее выдающейся коррозионной стойкости. Оцинкованная сталь может ржаветь по мере износа цинкового покрытия, что делает ее менее надежной в таких условиях.
• Наружные конструкции:
  Оцинкованная сталь является лучшим вариантом для общего наружного использования в средах с низкой коррозией из-за ее экономической эффективности. Однако для конструкций, подверженных суровым погодным условиям или коррозионным условиям, нержавеющая сталь является лучшим выбором из-за ее превосходной долговечности.
• Пищевая промышленность:
  Нержавеющая сталь — оптимальный выбор для любого использования, которое подразумевает прямой контакт с пищей. Ее нереактивная, легкоочищаемая поверхность обеспечивает безопасность пищевых продуктов. Оцинкованная сталь подходит только для бесконтактного использования, например, для полок или структурных опор.
• Медицинская сфера:
  Нержавеющая сталь является предпочтительным вариантом в медицинских применениях из-за ее стерильности, коррозионной стойкости и долговечности. Оцинкованная сталь не подходит для прямого контакта в стерильных средах, но может использоваться в нестерильных областях, таких как опорные конструкции.

Выбор между оцинкованной и нержавеющей сталью зависит от ваших конкретных требований: оцинкованная сталь является экономичным вариантом для сред с минимальной коррозией, тогда как нержавеющая сталь обеспечивает большую долговечность, безопасность и коррозионную стойкость в более сложных условиях и специализированных областях.

Как долго прослужит оцинкованная сталь, прежде чем она заржавеет?

В зависимости от условий окружающей среды оцинкованная сталь может прослужить от 20 до 50 лет до появления ржавчины. В более коррозионных средах срок ее службы может быть короче.

Подходит ли оцинкованная сталь для использования на открытом воздухе?

Да, оцинкованная сталь подходит для использования на открытом воздухе, особенно в средах с низкой коррозией. Цинковое покрытие защищает сталь от ржавчины и увеличивает ее долговечность. Однако в средах с высокой коррозией, таких как прибрежные районы, покрытие может разрушаться быстрее, что делает нержавеющую сталь лучшим вариантом для долговременной наружной прочности.

Какая нержавеющая сталь является наивысшей?

Наиболее часто используемая высококачественная нержавеющая сталь — это сталь марки 316. Она включает в себя дополнительный молибден, который улучшает ее коррозионную стойкость, особенно к хлоридам и агрессивным химикатам. Это делает ее идеальной для морской среды и промышленного применения, требующего максимальной защиты от коррозии.

Цинк водонепроницаем?

Нет, цинк не является водонепроницаемым. Хотя он обеспечивает защитный барьер от влаги, длительное воздействие воды все равно может привести к коррозии, особенно в суровых условиях.

Будет ли ржаветь оцинкованная сталь?

Хотя оцинкованное покрытие обеспечивает некоторую защиту, повреждение от сварки или ударов подвергает сталь воздействию воздуха и воды, увеличивая риск появления ржавчины. Факторы окружающей среды, такие как влажность, соляной туман и загрязняющие вещества, могут еще больше ускорить коррозию, что в конечном итоге приводит к ржавлению оцинкованной стали.

Найдите сталь для вашего проекта

В Группа SteelPRO, у нас есть опыт и запасы, чтобы удовлетворить все ваши потребности в стали, независимо от того, ищете ли вы оцинкованную сталь, нержавеющую сталь, полуфабрикаты или полностью готовые компоненты. Благодаря большому запасу и приверженности своевременной доставке мы гарантируем, что ваш проект будет идти по графику. Если вы хотите прочитать больше статей о оцинкованной или нержавеющей стали, пожалуйста, посетите наш страница блога.

Позвольте нам помочь вам найти идеальное решение в области стали —свяжитесь с SteelPRO Group сегодня и начните!