Az ezüstfehérnek tűnő alumínium (Al) az arcközpontú köbös szerkezethez tartozik, rácsállandója 404959,6 nanométer, relatív atomtömege 26,8, olvadáspontja 658 fok, forráspontja 2000 fok. Az alumínium természetesen nem fordul elő a kereskedelemben kapható cinkben. Az alumíniumot azonban szándékosan adják az olvadt cinkhez a tűzihorganyzás során. A cél az acélcsövek cinkbevonatának fényességének fokozása, rugalmasságának javítása, a vas-cink ötvözet réteg szerkezetének megváltoztatása, valamint a vas hatásának ellensúlyozása az olvadt cinkben. A részletes bontás a következő:
(1) Az alumínium növeli a horganyzott acélcsövek fényét és rugalmasságát.
Elméletileg ennek eléréséhez csak {{0}}.02% alumínium elegendő az olvadt cinkben. Mivel azonban az alumínium könnyen oxidálódik az olvadt cink felületén, a tapasztalatok alapján körülbelül 0,2% alumíniumot kell hozzáadni ahhoz, hogy az olvadt cinkben 0,02% alumíniumtartalom maradjon. Az alumínium és az oxigén közötti nagy affinitás miatt, amely alumínium-oxid réteget képez, ez a réteg hatékonyan akadályozza meg az oxigén diffúzióját, védi az alatta lévő olvadt cinket és az olvadt cinket az oxidációtól. Hasonlóképpen, az olvadt cinkben lévő egyéb fémes elemek is védve vannak az oxidációtól. Mint tudjuk, az olvadt cink oxidációja után keletkező cink-oxid sárga, az ólom- és kadmium-oxidok szintén sárgák. Alumínium hatása nélkül a horganyzott réteg felülete jelentősen elszennyeződne a sárga komponensekkel, ami nagymértékben befolyásolná annak fényét. Ezért a tűzihorganyzás során bizonyos mennyiségű alumíniumot adnak hozzá, hogy fényes horganyzott réteget kapjanak. Eközben, ha az olvadt cink 0,2% alumíniumot tartalmaz, akkor a legjobb mintázat érhető el, és a horganyzott réteg rugalmassága különösen jó.
Az American Society for Testing and Materials azonban azt javasolja, hogy ne használjon alumíniumot fényesítő fémadalékként, és ha használják, azt 0,01% alá kell korlátozni.
(2) A horganyzott réteg szerkezetének módosítása
Elméletileg a horganyzott réteg szerkezetének módosításához elegendő {{0}},2-0,3% alumíniumtartalom az olvadt cinkben. A tényleges gyártás során azonban az olvadt cinkben lévő alumínium könnyen reagál az oxigénnel, és elfogy. Ezért ahhoz, hogy az olvadt cink alumíniumtartalma 0,2-0,3% legyen, körülbelül 1,5-3,5% alumíniumot kell hozzáadni. Annak szemléltetésére, hogy az alumíniumtartalom milyen hatással van a horganyzott réteg szerkezetének módosítására, figyeljük meg a horganyzott réteg szerkezetének változásait, ahogy az alumíniumtartalom fokozatosan alacsonyról magasra emelkedik:
Az alumíniumtartalom 0,05%-ra való növelése az olvadt cinkben a horganyzott réteg felületi fényének fokozását célozza, de nem befolyásolja annak szerkezetét. Ezért a horganyzott szerkezet megegyezik a tiszta olvadt cinkből bevont szerkezettel, amely egy tapadórétegből (a fázis), egy közbenső rétegből (fázis), egy enyhén repedt rétegből (δ₁ fázis), egy sodródó rétegből (S fázis) áll, és tiszta cinkréteg (η fázis). A tiszta, olvadt cinkből bevont horganyzott réteghez képest a fázisok kristályos alakjában van a különbség.
Ha az olvadt cink alumíniumtartalma 0,1%, a sodródó réteg kristályai (δ1 fázis) nagy tömbökben léteznek, és már nem összefüggő rétegben helyezkednek el, hanem levált zárványokként.
Ha az olvadt cink alumíniumtartalma 0,15%, a sodródó réteg eloszlása (δ1 fázis) szintén nem folyamatos, hanem nagyobb, egymástól elválasztott kristályos klaszterekből áll, és csak a réteg (δ1 fázis) kissé sűrűbb szerkezetet mutatva.
Ha az olvadt cink alumíniumtartalma 0,24%, a maratást (ötvözést) gátló hatás erős. Ha a merítési horganyzást 1 órán át 440 fokos hőmérsékleten tartják ebben az olvadt cinkben, majd megvizsgálják, nem tapasztalható reakció. Ezért a minta horganyzott rétegén csak tiszta cinkréteg található. Ennek az az oka, hogy az alumínium és az acélcső reakciója vékony FeAl3 (vagy egyes források szerint Fe2Al5) vegyületek filmrétegét képezi, ami akadályozza a vasionok diffúzióját a cink felé.
A fentiekből látható, hogy a horganyzott réteg szerkezetének megváltoztatásában fontos tényező az alumínium mennyisége. Ha az alumíniumtartalom rögzített, a folyamat paraméterei, mint például a merítési idő, a folyékonyság (ahogy az 3-5 ábrán látható) és a merítési hőmérséklet is befolyásolják a cinkréteg szerkezetének változását. Ezért a tűzihorganyzás gyártásánál e három tényező kapcsolatát az eljárási előírások előírják, és csak szigorúan szabályozott üzemi feltételek mellett lehet a kívánt horganyzott réteget előállítani.
(3) Ellensúlyozza a vas hatását az olvadt cinkben
Az alumínium reagál a vassal az olvadt cinkben, és három vegyületet képez: FeAl, FeAl₂ és FeAl3, ezáltal csökkenti a horganyzott rétegre gyakorolt hatását.
