Почему нержавеющая сталь ржавеет и корродирует?

Почему нержавеющая сталь ржавеет и корродирует? Когда на поверхности нержавеющей стали появляются коричневые пятна ржавчины (точки), люди очень удивляются: они думают, что нержавеющая сталь не ржавеет и не ржавеет, а если ржавеет и ржавеет, то это не нержавеющая сталь, а большая часть стали имеет проблемы. На самом деле это однобокое и неверное мнение, не имеющее представления о нержавеющей стали. Нержавеющая сталь также будет корродировать и ржаветь при определенных условиях.

1. Нержавеющая сталь также подвергается коррозии в соответствующих условиях

Сценарии применения нержавеющей стали очень сложны, и одна пассивирующая пленка из оксида хрома не может удовлетворить потребности в высокой коррозионной стойкости. Поэтому в соответствии с различиями в области применения в сталь необходимо добавлять такие элементы, как молибден (Mo), медь (Cu) и азот (N), чтобы улучшить состав пассивирующей пленки и еще больше повысить коррозионную стойкость нержавеющей стали. Добавление Mo, учитывая, что продукт коррозии MoO2- находится вблизи матрицы и сильно способствует пассивации матрицы, предотвращая коррозию матрицы; добавление Cu делает пассивирующую пленку на поверхности нержавеющей стали содержащей CuCl, поскольку она не реагирует с коррозионными веществами и улучшает коррозионную стойкость; добавление N, учитывая, что пассивирующая пленка обогащается Cr2N, концентрация Cr в пассивирующей пленке увеличивается, поэтому коррозионная стойкость нержавеющей стали улучшается.

Коррозионная стойкость нержавеющей стали является условной. Та или иная марка нержавеющей стали устойчива к коррозии в определенной среде, но в другой среде она будет повреждена. В то же время коррозионная стойкость нержавеющей стали также относительна. На сегодняшний день не существует такой нержавеющей стали, которая никогда не подвергалась бы коррозии во всех средах.

2. Нержавеющая сталь не исключает коррозии и ржавчины.

На ее поверхности также образуется оксид. Причина, по которой все представленные на рынке материалы из нержавеющей стали являются нержавеющими, заключается в наличии элемента Cr. Основной причиной (принципом) коррозионной стойкости нержавеющей стали является понятие пассивирующей пленки. Проще говоря, пассивирующая пленка – это пленка, состоящая в основном из Cr2O3, покрывающая поверхность материала из нержавеющей стали. Благодаря появлению этой пленки коррозия матрицы из нержавеющей стали в различных средах ограничивается. Такая ситуация называется пассивацией. Существуют две ситуации для создания такого типа пассивирующей пленки. Первая заключается в том, что сама нержавеющая сталь обладает способностью к самопассивации. Эта способность к самопассивации ускоряется с увеличением содержания хрома, поэтому она обладает устойчивостью к ржавчине; другое, более распространенное условие производства – нержавеющая сталь создает пассивирующую пленку в процессе коррозии в различных водных растворах (электролитах), тем самым ограничивая коррозию. Если пассивирующая пленка повреждена, можно немедленно создать новую пассивирующую пленку.

Есть три причины, по которым пассивирующая пленка из нержавеющей стали обладает способностью противостоять коррозии: во-первых, толщина пассивирующей пленки очень тонкая, которая может составлять всего несколько микрон в среде с содержанием хрома >10. 5%; во-вторых, удельный вес пассивирующей пленки больше, чем у подложки; эти две характеристики указывают на то, что пассивирующая пленка одновременно тонкая и плотная, поэтому пассивирующей пленке трудно проникнуть в коррозионную среду, чтобы быстро разъесть подложку; третья характеристика заключается в том, что концентрация хрома в пассивирующей пленке более чем в три раза выше, чем в подложке; поэтому пассивирующая пленка обладает высокой коррозионной стойкостью.

Нержавеющая сталь обладает способностью противостоять атмосферному окислению, то есть нержавеющей, а также способностью не корродировать в средах, содержащих кислоты, щелочи и соли, то есть коррозионной стойкостью. Однако коррозионная стойкость зависит от химического состава самой стали, состояния защиты, сферы применения и типа окружающей среды. Например, трубы из стали 304 имеют относительно хорошую коррозионную стойкость в сухой и чистой атмосфере, но когда их перемещают в прибрежные районы, они быстро ржавеют в морском тумане, содержащем больше соли; в то время как трубы из стали 316 работают хорошо. Таким образом, не вся нержавеющая сталь устойчива к коррозии и не ржавеет во всех средах.