Почему нержавеющая сталь не ржавеет? Раскрытие механизма «самозащиты»

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с разочарованием от ржавых железных изделий. Ножницы, оставленные в влажном месте всего несколько дней, покрываются ржавчиной.пока раковины из нержавеющей стали и посуда на кухне остаются блестящими и новыми год за годомПоскольку оба содержат железо, почему нержавеющая сталь не ржавеет?
Нержавеющая сталь не полностью устойчива к ржавчине
Во-первых, давайте проясним понятие: нержавеющая сталь не полностью защищена от ржавчины; скорее, она намного более устойчива к ржавчине, чем обычная сталь при тех же условиях.В некоторых экстремальных условиях (например, длительное погружение в морскую воду или воздействие высококонцентрированных кислот или щелочей)Когда мы говорим о нержавеющей стали, мы имеем в виду ее исключительную коррозионную устойчивость в повседневной природной среде.
Секретное оружие: "Защитная пленка", сформированная из хрома
Ключ к устойчивости нержавеющей стали к ржавчине заключается в добавлении хрома в ее состав, как правило, в концентрации 10,5% или выше.он предпочтительно реагирует с кислородом в воздухе, образуя чрезвычайно тонкий (всего несколько нанометров толщины), плотный и прозрачный слой оксида хрома на поверхности стали.
Магия этого слоя заключается в:
Высокая плотность: эффективно препятствует проникновению кислорода и молекул воды в материал, предотвращая окисление железа.
Самовосстановление: если поверхность поцарапана или изношена, открытая нержавеющая сталь немедленно реагирует с кислородом в воздухе для регенерации защитной пленки, позволяя ране заживать самостоятельно.Это основное преимущество нержавеющей стали, в отличие от свободной, пористые ржавчины на обычных стальных поверхностях, которые не могут остановить внутреннюю коррозию и фактически ускоряют ее.

Поддержка от других сплавных элементов
Кроме хрома, другие элементы, обычно добавляемые в нержавеющую сталь, играют синергетическую роль:
Никель: повышает устойчивость и устойчивость к коррозии кислот и щелочей нержавеющей стали, а также придает материалу хороший блеск и прочность.304 нержавеющая сталь содержит более 8% никеля.
Молибден: значительно повышает устойчивость к коррозии ионов хлорида, что делает его особенно подходящим для прибрежной среды или соленой среды.Именно из-за добавления молибдена нержавеющая сталь 316 лучше подходит для морской техники..
Титан, ниобий и т. д.: предотвращение межзернистой коррозии во время сварки и обеспечение коррозионной стойкости в зоне сварки.
При каких обстоятельствах нержавеющая сталь может еще ржаветь?
Несмотря на то, что нержавеющая сталь обладает сильной способностью к самозащите, она все равно может ржаветь, если условия использования "превышают" ее пределы:
Загрязнение поверхности другими металлами. Например, очистка стандартной стальной шерстяной подушкой оставляет за собой частицы железа, которые ржавеют, и выглядит так, будто сама нержавеющая сталь ржавеет.
Длительное воздействие высококонцентрированных кислот, щелочей или солевых растворов: сильно коррозионные среды разрушают пассивационную пленку, и скорость восстановления не может идти в ногу со скоростью разрушения.
Недостаточное снабжение кислородом: в среде, лишенной кислорода (например, в закрытых трещинах глубоко под землей), пассивационная пленка не может оставаться стабильной.
Ненадлежащие продукты: Некоторые недорогие продукты из "нержавеющей стали" не соответствуют требованиям к содержанию хрома и никеля, что делает невозможным образование плотной защитной пленки.
Как сохранить иммунитет нержавеющей стали во время использования?
Сохранение блестящей и долговечной нержавеющей стали на самом деле довольно просто: избегайте царапины твердой стальной шерстью (вместо этого используйте подстилку для чистки), мойте и сушите сразу после использования,и особенно избегайте оставления высокосолевых кислотных жидкостей, таких как соленая водаРегулярно протирайте поверхность специальным чистящим средством или белым уксусом, чтобы удалить поверхностные загрязнители и активировать пассивационную пленку.
Резюме
Секрет коррозионной стойкости нержавеющей стали заключается в самовосстанавливающейся пассивационной пленке, созданной хромом. Эта тонкая пленка действует как невидимая броня.блокирует коррозионные агенты при автоматическом заживлении при поврежденииКонечно, эта броня имеет свои ограничения. Только понимая ее свойства, правильно используя и поддерживая ее, нержавеющая сталь может действительно продемонстрировать свои бессмертные качества.
В следующий раз, когда вы возьмете в руки ложку из нержавеющей стали, которая не ржавела годами, задумайтесь: это невидимый слой оксида хрома толщиной всего несколько нанометров.который молча защищает его.