L'alumini (Al), amb un aspecte blanc platejat i una estructura cúbica centrada en la cara, té una constant de gelosia de 404959,6 nanòmetres, una massa atòmica relativa de 26,8, un punt de fusió de 658 graus i un punt d'ebullició de 2000 graus. L'alumini no està present de manera natural al zinc comercial; més aviat, s'afegeix intencionadament durant els processos de galvanització en calent. Els propòsits d'afegir alumini són millorar la brillantor del recobriment de zinc a les canonades d'acer, millorar la seva flexibilitat, alterar l'estructura de la capa d'aliatge de ferro-zinc i contrarestar els efectes del ferro en el zinc fos. Aquestes es detallen a continuació:
(1) L'alumini millora la brillantor i la flexibilitat de les canonades d'acer galvanitzat
Teòricament, per aconseguir aquests objectius, és suficient un contingut d'alumini de només {{0}}.02% en el zinc fos. Tanmateix, a causa de la susceptibilitat de l'alumini a l'oxidació a la superfície del zinc fos, és necessària una addició empírica d'alumini d'un 0,2% per mantenir un contingut d'alumini del 0,02% al zinc fos. L'alumini té una alta afinitat per l'oxigen, formant una capa d'alúmina que prevé eficaçment la difusió de l'oxigen, protegint el zinc fos i el zinc fos de l'oxidació. De la mateixa manera, altres elements metàl·lics del zinc fos també estan protegits de l'oxidació. El zinc oxidat, el plom i el cadmi són grocs, i sense alumini, la capa galvanitzada contindria significativament components grocs, afectant negativament la seva brillantor. Per tant, s'afegeix una certa quantitat d'alumini durant la galvanització en calent per obtenir una capa galvanitzada brillant. A més, quan el zinc fos conté un 0,2% d'alumini, s'obté el millor patró i la flexibilitat de la capa galvanitzada és especialment bona.
Tanmateix, l'American Society for Testing and Materials recomana no utilitzar l'alumini com a additiu metàl·lic brillant i, si s'utilitza, hauria de limitar-se a menys de 0,01%.
(2) Alteració de l'estructura de la capa galvanitzada
Teòricament, per alterar l'estructura de la capa galvanitzada, és suficient un contingut d'alumini de {{0}},2 a 0},3% en el zinc fos. Tanmateix, en la producció pràctica, l'alumini reacciona fàcilment amb l'oxigen del zinc fos i es consumeix, per la qual cosa és necessària una addició d'alumini d'un 1,5% a un 3,5% per mantenir un contingut d'alumini de 0,2 a 0,3%. Per il·lustrar l'efecte del contingut d'alumini sobre l'estructura de la capa galvanitzada, examinem els canvis en l'estructura de la capa galvanitzada a mesura que augmenta el contingut d'alumini:
Un augment del contingut d'alumini a 0,05% en el zinc fos millora la brillantor superficial de la capa galvanitzada però no afecta la seva estructura. Per tant, l'estructura galvanitzada és la mateixa que s'obté a partir de zinc fos pur, formada per una capa d'adhesió (fase a), una capa intermèdia (fase ), una capa lleugerament esquerdada (fase δ₁), una capa flotant (fase S), i una capa de zinc pur (fase η). La diferència amb la capa galvanitzada revestida de zinc fos pur està en la forma cristal·lina de les fases.
Quan el contingut d'alumini en el zinc fos és de 0,1%, els cristalls de la capa flotant (fase S) existeixen en grans blocs i ja no estan disposats en una capa contínua sinó com a inclusions separades.
Quan el contingut d'alumini en el zinc fos és de 0,15%, la distribució de la capa flotant (fase S) tampoc no és contínua sinó que consisteix en cúmuls cristal·lins més grans i separats mútuament, amb només la capa (fase δ₁) mostra una estructura una mica més densa.
Quan el contingut d'alumini del zinc fos és de 0,24%, l'efecte d'inhibició del gravat (aliatge) és fort. Si la galvanització es realitza a una temperatura de 440 graus durant 1 hora en aquest zinc fos i després s'inspecciona, no es troba cap reacció. Per tant, només existeix una capa de zinc pur a la mostra galvanitzada. Això es deu al fet que la reacció entre l'alumini i l'acer produeix una pel·lícula fina de FeAl₃ (o Fe₂Al₅ segons algunes fonts), que dificulta la difusió dels ions de ferro cap al zinc.
A partir de l'anterior, la quantitat d'alumini és un factor important per alterar l'estructura de la capa galvanitzada. Quan es fixa el contingut d'alumini, els paràmetres del procés com el temps de galvanització, la fluïdesa (com es mostra a la figura 3-5) i la temperatura de galvanització també influeixen en el canvi en l'estructura de la capa de zinc. Per tant, en la producció de galvanització en calent, la relació entre aquests tres factors està especificada per les especificacions del procés i només en condicions de funcionament estrictament controlades es pot obtenir la capa galvanitzada desitjada.
(3) Contrarestar els efectes del ferro en el zinc fos
L'alumini reacciona amb el ferro en zinc fos per formar tres compostos: FeAl, FeAl₂ i FeAl₃, reduint així el seu impacte sobre la capa galvanitzada.
