Чаму ржавее з нержавеючай сталі

Нержавеючая сталь - гэта паўсюдны матэрыял з шырокім спектрам прымянення - ад выкарыстання ў медыцынскіх прыладах, да аўтамабільных дэталяў, да ювелірных вырабаў і кухоннага начыння. Большая частка “магіі” гэтага металічнага матэрыялу ў тым, што ён нержавеючы, тэарэтычна не ржавее. Аднак, калі вы калі -небудзь валодалі або выкарыстоўвалі выраб з нержавеючай сталі, хутчэй за ўсё, вы заўважылі іржу (карозію), і вы нават маглі задацца пытаннем, ці з'яўляецца яе назва няправільным. Чаму матэрыял рэкламуецца як «нержавеючая» іржа? Іржа

Большасць людзей знаёмыя з металамі, у тым ліку з нержавеючай сталі, якая падвяргаецца карозіі пры ўздзеянні такіх умоў, як марская вада. Часта, не разумеючы дакладнай навукі таго, што адбываецца, людзі прызнаюць, што ўздзеянне металічнага вырабу на марскую ваду аказвае пашкоджвальны эфект. Навука аб карозіі марской вады заключаецца ў тым, што вада ўтрымлівае хлор, які раз'ядае металы, у тым ліку нержавеючую сталь. Аднак карозія з нержавеючай сталі таксама можа адбывацца без вытворчасці прадуктаў карозіі для аналізу (акрамя іржы), і калі відавочная агрэсіўная асяроддзе не можа быць выяўлена.

Каб зразумець, што робіць іржу з нержавеючай сталі, спачатку важна разабрацца ў навуцы, якая звычайна прадухіляе яе іржаўленне. Сталь вырабляецца з жалеза і вугляроду, а нержавеючая сталь змяшчае жалеза, вуглярод і ад 12 да 30% хрому. Нержавеючая сталь можа ўтрымліваць іншыя элементы, такія як нікель і марганец, але хром з'яўляецца ключавым элементам, які робіць яе стойкай да іржы. Калі паверхня звычайнай сталі падвяргаецца ўздзеянню кіслароду, яна звычайна ўтварае аксід жалеза (Fe2O3), які мае добра вядомы колер чырвонай іржы. Аксід жалеза не ўтварае бесперапыннага пласта на сталі, таму што малекула аксіду мае большы аб'ём, чым ляжаць у аснове атамы жалеза, і ў рэшце рэшт адвальваецца, пакідаючы свежую сталь адкрытай, якая затым пачынае шкодны цыкл іржаўлення. Калі нержавеючая сталь падвяргаецца ўздзеянню кіслароду, на паверхні сталі ствараецца аксід хрому, паколькі хром мае вельмі моцнае сваяцтва з кіслародам. Аксід хрому - гэта вельмі тонкі пласт, які не адвальваецца, і ён прадухіляе далейшае акісленне нержавеючай сталі. Нават калі нержавеючая сталь падрапаецца і пласт аксіды хрому будзе выдалены, новы пласт аксіду хрому ўтворыцца і абароніць астатнюю частку нержавеючай сталі пад ім. Пакуль ёсць дастаткова хрому, пласт аксіду хрому будзе працягваць абараняць нержавеючую сталь і прадухіляць яе іржаўленне.

Вы калі -небудзь выкарыстоўвалі сталёвы дрот або сталёвую вату для ачысткі інструмента з нержавеючай сталі, а потым інструмент з нержавеючай сталі іржаў на тым самым месцы, якое было вычышчана? Ці вы бачылі кантэйнер з нержавеючай сталі або іржу ракавіны? Нержавеючая карозія пры адсутнасці агрэсіўнага элемента (напрыклад, хлору) звычайна адбываецца ад вельмі дробных сталёвых часціц, якія датыкаюцца з паверхняй нержавеючай сталі. Хром можа абараніць нержавеючую сталь, калі лакалізаваная канцэнтрацыя перавышае 12%, але калі пакрыць нержавеючую паверхню дастатковай колькасцю сталёвых часціц, то лакалізаваная канцэнтрацыя хрому можа апусціцца ніжэй парога 12%, а пласт вокісу хрому не абараняе нержавеючая сталь ад кіслароднай атакі. Калі гэты від карозіі адбываецца з нержавеючай сталёй, яе можна выправіць: (А) ачысткай ад іржы, а затым (В) выдаленнем драбнюткіх сталёвых часціц, дбайнай ачысткай часткі з нержавеючай сталі, звычайна растваральнікам. Гэтыя два этапы павінны дазволіць аксіднаму хрому абараніць нержавеючую ад далейшага акіслення.

Менш распаўсюджаная форма іржаўлення ў нержавеючай сталі-гэта ўздзеянне нержавеючай сталі на вельмі высокія тэмпературы, часта ў дыяпазоне 750-1550 ° F (400-850 ° C) 1. Гэты выгляд карозіі часта назіраецца пры зварачных работах, у якіх нержавеючая абаграваецца, а затым астуджаецца. Калі гэта адбудзецца, можа адбыцца "сенсібілізацыя", калі вуглярод і хром злучаюцца разам у нержавеючай сталі і ўтвараюць карбіды. Гэтыя карбіды размяшчаюцца на мяжы зерняў з нержавеючай сталі, і ў межах зярняткаў становіцца недахоп хрому. Пры больш нізкіх канцэнтрацыях хрому на мяжы зярнятак ахоўны пласт аксіду хрому можа стаць перарывістым, і магчыма іржаўленне. «Сенсібілізацыя» можа разбурыць нержавеючую сталь назаўжды; аднак пашкоджанні часам можна паменшыць складанай тэрмічнай апрацоўкай.

Хоць іржа - гэта тое, што большасць з нас бачыць штодня і здаецца простым з'явай, гэта можа паўстаць у выніку шэрагу складаных працэсаў. Разуменне матэрыялазнаўства металаў мае вырашальнае значэнне для забеспячэння правільнай працы прадукту і ліквідацыі такіх праблем, як іржа, па меры іх узнікнення. Таксама важна разумець матэрыялазнаўства металаў і іржы пры працы над даследаваннем аналізу няспраўнасцяў, звязаных з карозіяй