Na skrzyżowaniu wyboru materiałów w inżynierii, stal ocynkowana i stal nierdzewna – dwa pozornie odporne na korozję metale – często stawiają projektantów i inżynierów przed dylematem. Który z nich jest lepszym wyborem? Ten artykuł szczegółowo analizuje ich właściwości, od odporności na korozję i wytrzymałości po formowalność i opłacalność, aby pomóc Ci podjąć świadomą decyzję dla Twojego następnego projektu.

Aby zrozumieć stal ocynkowaną, należy najpierw pojąć jej proces produkcji. Mówiąc prosto, stal ocynkowana to zwykła stal pokryta warstwą cynku. Istnieją różne metody cynkowania, ale ich cel pozostaje ten sam: zapewnienie odporności na korozję i estetycznego wykończenia. Cynkowanie ogniowe jest najpopularniejszą techniką, w której stal zanurza się w stopionym cynku, tworząc solidną warstwę cynku w wyniku reakcji chemicznej. Inne metody, takie jak cynkowanie elektrolityczne i dyfuzja termiczna, są stosowane do mniejszych lub strukturalnie złożonych elementów.

Ta warstwa cynku działa podobnie do warstwy pasywacyjnej tlenku chromu na stali nierdzewnej, oferując skuteczną odporność na korozję i ochronę przed drobnymi zadrapaniami i uderzeniami. Jednak w przeciwieństwie do stali nierdzewnej, stal ocynkowana jest materiałem warstwowym, a nie w pełni stopowym.

Ogólnie rzecz biorąc, stal nierdzewna przewyższa stal ocynkowaną pod względem odporności na korozję, chociaż zależy to od środowiska zastosowania. Stal ocynkowana sprawdza się dobrze w środowiskach wodnych i chlorowych, ale wypada gorzej w środowiskach morskich w porównaniu ze stalą nierdzewną. Dodatkowo, warstwa ochronna stali ocynkowanej nie posiada właściwości samonaprawczych warstwy pasywacyjnej stali nierdzewnej. Z biegiem czasu oznacza to, że elementy ze stali ocynkowanej mają zazwyczaj krótszą żywotność. Nawet jeśli warstwa cynku zostanie uszkodzona, działa jako anoda ofiarna, korodując w pierwszej kolejności, aby chronić stal pod spodem. Podsumowując, stal nierdzewna zwykle oferuje lepszą odporność na korozję i trwałość.

Dla identycznych grubości i kształtów, stal nierdzewna jest generalnie mocniejsza niż stal ocynkowana. Kluczową miarą wytrzymałości materiału jest wytrzymałość na rozciąganie – odporność na pękanie pod wpływem naprężenia. Stopy stali nierdzewnej zazwyczaj zaczynają się od 515 MPa, a niektóre gatunki osiągają nawet 1300 MPa. Stal konstrukcyjna ma wytrzymałość na rozciąganie około 400 MPa, podczas gdy stal węglowa (używana do stali ocynkowanej) osiąga 841 MPa. Ponieważ cynkowanie nie zmienia wytrzymałości na rozciąganie metalu bazowego, stal ocynkowana zachowuje wytrzymałość swojego materiału bazowego.

W większości przypadków różnica wagi między stalą nierdzewną a stalą ocynkowaną jest pomijalna. Różnice zależą od rodzaju stopu stali nierdzewnej i grubości powłoki cynkowej na stali ocynkowanej. Wyższa zawartość stopu lub grubsze warstwy cynku zwiększają wagę.

Formowalność stali ocynkowanej odpowiada jej stali bazowej, co ułatwia kształtowanie niż stali nierdzewnej o tym samym profilu. W przypadku stali nierdzewnej o wysokiej formowalności, gatunki austenityczne (o wysokiej zawartości niklu) są idealne do dużych przedmiotów, takich jak zlewy, umywalki i zbiorniki.

Oba materiały mają podobną przewodność cieplną. Jednak stal ocynkowana wymaga ostrożności podczas podgrzewania powyżej temperatury topnienia cynku (419°C), ponieważ warstwa cynku może się upłynnić, stanowiąc zagrożenie oparzeniem lub pożarem. Strukturalnie obie stale dobrze sprawdzają się w środowiskach o wysokiej temperaturze.

Oba można spawać, ale z zastrzeżeniami. Spawanie stali nierdzewnej może naruszyć jej warstwę pasywacyjną, prowadząc do kruchości lub zmniejszonej odporności na korozję. Mycie kwasem może złagodzić te efekty. W przypadku stali ocynkowanej krytyczna jest odpowiednia wentylacja ze względu na toksyczne opary tlenku cynku. Należy unikać narażania stali nierdzewnej na stopiony cynk podczas spawania, ponieważ powoduje to kruchość. Zaleca się spawanie przed cynkowaniem.

Zależy to od stali bazowej. Stal ocynkowana dziedziczy magnetyzm swojego metalu bazowego. Austenityczne stale nierdzewne są najbardziej magnetyczne, podczas gdy inne stopy różnią się w zależności od zawartości żelaza.

Oba metale są bezpieczne dla większości środowisk spożywczych. Stal ocynkowana jest powszechna w regałach do chłodni i dekoracyjnych naczyniach, ale należy unikać kwaśnych potraw, które powodują korozję cynku. Niższa reaktywność i gładsza powierzchnia stali nierdzewnej sprawiają, że jest ona bardziej wszechstronna i łatwiejsza do czyszczenia.

Stal nierdzewna jest prawie zawsze preferowana w środowiskach medycznych ze względu na jej trwałość, łatwość sterylizacji i gładką powierzchnię. Szorstka tekstura stali ocynkowanej i potencjał łuszczenia się cynku sprawiają, że jest ona mniej odpowiednia do narzędzi, sprzętu lub implantów.

Stal nierdzewna jest zazwyczaj droższa. Stal ocynkowana jest opłacalną alternatywą dla zastosowań niekrytycznych lub o niskim zużyciu. Oba nadają się do recyklingu, ale proces stali nierdzewnej jest prostszy – topienie i zestalanie z minimalnymi regulacjami. Stal ocynkowana musi zostać przetworzona na stal bazową i ponownie ocynkowana.

• Lotnictwo
• Rolnictwo
• Architektura
• Motoryzacja
• Elektronika
• Gastronomia
• Urządzenia medyczne
• Przemysł naftowy i gazowy

• Budownictwo
• Systemy HVAC
• Telekomunikacja
• Produkcja

• Wytrzymałość:Stal nierdzewna jest mocniejsza dla elementów konstrukcyjnych.
• Odporność na korozję:Stal nierdzewna wypada doskonale, szczególnie w środowiskach morskich.
• Odporność na ciepło:Oba dobrze się sprawdzają, ale należy unikać topienia powłok ocynkowanych.
• Spawanie:Stal nierdzewna jest bezpieczniejsza; stal ocynkowana wymaga środków ostrożności.
• Koszt:Stal ocynkowana jest tańsza z góry; stal nierdzewna oferuje długoterminową wartość.