Aluminium (Al), dengan penampakan putih keperakan dan struktur kubik berpusat muka, memiliki konstanta kisi 404959,6 nanometer, massa atom relatif 26,8, titik leleh 658 derajat, dan titik didih 2000 derajat. Aluminium tidak secara alami terdapat dalam seng komersial; melainkan sengaja ditambahkan selama proses galvanisasi hot-dip. Tujuan penambahan aluminium adalah untuk meningkatkan kilap lapisan seng pada pipa baja, meningkatkan fleksibilitasnya, mengubah struktur lapisan paduan besi-seng, dan menangkal pengaruh besi dalam lelehan seng. Ini dirinci di bawah ini:
(1) Aluminium Meningkatkan Kilauan dan Fleksibilitas Pipa Baja Galvanis
Secara teoritis, untuk mencapai tujuan ini, kandungan aluminium hanya {{0}}.02% dalam seng cair sudah cukup. Namun, karena aluminium rentan terhadap oksidasi pada permukaan seng cair, penambahan aluminium empiris sekitar 0,2% diperlukan untuk mempertahankan kandungan aluminium 0,02% dalam seng cair. Aluminium memiliki afinitas tinggi terhadap oksigen, membentuk lapisan alumina yang secara efektif mencegah difusi oksigen, melindungi seng cair dan seng cair di bawahnya dari oksidasi. Demikian pula, unsur logam lain dalam seng cair juga terlindung dari oksidasi. Seng, timbal, dan kadmium teroksidasi berwarna kuning, dan tanpa aluminium, lapisan galvanis akan mengandung komponen kuning secara signifikan, sehingga berdampak buruk pada kilapnya. Oleh karena itu, sejumlah aluminium ditambahkan selama galvanisasi hot-dip untuk mendapatkan lapisan galvanis yang cerah. Selain itu, bila seng cair mengandung 0,2% aluminium, pola terbaik diperoleh, dan fleksibilitas lapisan galvanis sangat baik.
Namun, American Society for Testing and Materials menyarankan untuk tidak menggunakan aluminium sebagai bahan tambahan logam yang mencerahkan, dan jika digunakan, penggunaannya harus dibatasi hingga di bawah 00,01%.
(2) Mengubah Struktur Lapisan Galvanis
Secara teoritis, untuk mengubah struktur lapisan galvanis, kandungan aluminium sebesar {{0}},2 hingga 0,3% dalam seng cair sudah cukup. Namun, dalam praktik produksinya, aluminium mudah bereaksi dengan oksigen dalam seng cair dan dikonsumsi, sehingga penambahan aluminium sekitar 1,5% hingga 3,5% diperlukan untuk mempertahankan kandungan aluminium sebesar 0,2 hingga 0,3%. Untuk mengilustrasikan pengaruh kandungan aluminium pada struktur lapisan galvanis, mari kita periksa perubahan struktur lapisan galvanis seiring dengan peningkatan kandungan aluminium:
Peningkatan kandungan aluminium hingga 00,05% dalam seng cair meningkatkan kilap permukaan lapisan galvanis namun tidak mempengaruhi strukturnya. Oleh karena itu, struktur galvanis sama dengan yang diperoleh dari seng cair murni, terdiri dari lapisan adhesi (fase a), lapisan perantara (fase ), lapisan sedikit retak (fase δ₁), lapisan mengambang (fase S), dan lapisan seng murni (fase η). Perbedaan dari lapisan galvanis yang dilapisi dari seng cair murni terletak pada bentuk kristal fasanya.
Jika kandungan aluminium dalam seng cair adalah 0,1%, kristal lapisan terapung (fase S) berada dalam blok-blok besar dan tidak lagi tersusun dalam lapisan kontinu melainkan sebagai inklusi terpisah.
Ketika kandungan aluminium dalam seng cair adalah 0,15%, distribusi lapisan terapung (fase S) juga tidak kontinu tetapi terdiri dari gugus kristal yang lebih besar dan saling terpisah, dengan hanya lapisan (fase δ₁) menunjukkan struktur yang sedikit lebih padat.
Jika kandungan aluminium dalam seng cair adalah 0,24%, efek penghambatan etsa (paduan) menjadi kuat. Jika galvanisasi dilakukan pada suhu 440 derajat selama 1 jam pada lelehan seng tersebut dan kemudian diperiksa, tidak ditemukan reaksi. Oleh karena itu, hanya lapisan seng murni yang ada pada sampel galvanis. Hal ini karena reaksi antara aluminium dan baja menghasilkan lapisan tipis FeAl₃ (atau Fe₂Al₅ menurut beberapa sumber), yang menghambat difusi ion besi menuju seng.
Dari penjelasan di atas, jumlah aluminium merupakan faktor penting dalam mengubah struktur lapisan galvanis. Ketika kandungan aluminium tetap, parameter proses seperti waktu galvanisasi, fluiditas (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3-5), dan suhu galvanisasi juga mempengaruhi perubahan struktur lapisan seng. Oleh karena itu, dalam produksi galvanisasi hot-dip, hubungan antara ketiga faktor ini ditentukan oleh spesifikasi proses, dan hanya dalam kondisi operasi yang dikontrol secara ketat lapisan galvanis yang diinginkan dapat diperoleh.
(3) Menangkal Efek Besi pada Seng Cair
Aluminium bereaksi dengan besi dalam seng cair membentuk tiga senyawa: FeAl, FeAl₂, dan FeAl₃, sehingga mengurangi dampaknya pada lapisan galvanis.
