Prečo je nehrdzavejúca oceľ hrdzavá?

Keď sa na povrchu rúr z nehrdzavejúcej ocele objavia hnedé hrdzavé škvrny (škvrny), ľudia sú veľmi prekvapení: „Nehrdzavejúca oceľ nehrdzavie, a ak hrdzavie, nie je nehrdzavejúca oceľ a môže byť problém s oceľou.“V skutočnosti ide o jednostrannú mylnú predstavu o nepochopení nehrdzavejúcej ocele.Nerezová oceľ za určitých podmienok tiež hrdzavie.

1. Nerezová oceľ nie je bez hrdze

Nerezová oceľ tiež vytvára na povrchu oxid.Mechanizmus hrdze všetkých nehrdzavejúcich ocelí, ktoré sú v súčasnosti na trhu, je spôsobený prítomnosťou prvku Cr.Hlavnou príčinou (mechanizmom) odolnosti nehrdzavejúcej ocele proti korózii je teória pasívneho filmu.Takzvaný pasivačný film je tenký film zložený hlavne z Cr2O3 na povrchu nehrdzavejúcej ocele.Existencia tohto filmu bráni korózii substrátu z nehrdzavejúcej ocele v rôznych médiách a tento jav sa nazýva pasivácia.Existujú dva prípady vytvorenia tohto pasivačného filmu.Jedným z nich je, že samotná nehrdzavejúca oceľ má schopnosť samopasivácie a táto schopnosť samopasivácie sa zrýchľuje so zvýšením obsahu chrómu, takže má odolnosť proti hrdzi;Rozsiahlejšou podmienkou vzniku je, že nehrdzavejúca oceľ vytvára pasivačný film v procese korózie v rôznych vodných roztokoch (elektrolytoch), ktorý bráni korózii.Pri poškodení pasivačného filmu je možné okamžite vytvoriť nový pasivačný film.

Dôvod, prečo má pasívny film z nehrdzavejúcej ocele schopnosť odolávať korózii, má tri charakteristiky: jednou je, že hrúbka pasívneho filmu je extrémne tenká, vo všeobecnosti len niekoľko mikrónov, keď je obsah chrómu > 10,5 %;druhý je, že merná hmotnosť pasívneho filmu je väčšia ako merná hmotnosť substrátu;tieto dve charakteristiky naznačujú, že pasivačný film je tenký aj hustý, takže je ťažké, aby sa pasívny film rozložil korozívnym médiom, aby rýchlo korodoval substrát;treťou charakteristikou je, že pomer koncentrácie chrómu v pasívnom filme Substrát je viac ako trikrát vyšší;preto má pasívny film vysokú odolnosť proti korózii.

2. Za určitých podmienok bude korodovaná aj nehrdzavejúca oceľ

Aplikačné prostredie nehrdzavejúcej ocele je mimoriadne zložité a jednoduchý pasívny film z oxidu chrómu nemôže spĺňať požiadavky na vysokú odolnosť proti korózii.Preto je potrebné do ocele pridávať prvky ako molybdén (Mo), meď (Cu) a dusík (N) podľa rôznych podmienok použitia, aby sa zlepšilo zloženie pasivačného filmu a ďalej sa zlepšila odolnosť nehrdzavejúcej ocele proti korózii.Prídavok Mo silne podporuje kolektívnu pasiváciu, pretože skorodovaný produkt MoO2- je blízko substrátu a zabraňuje korózii substrátu;pridanie Cu spôsobuje, že pasívny film na povrchu nehrdzavejúcej ocele obsahuje CuCl, čo zlepšuje účinnosť pasívneho filmu, pretože neinteraguje s korozívnym médiom.Odolnosť proti korózii;pridaním N, pretože pasivačný film je obohatený o Cr2N, zvyšuje sa koncentrácia Cr v pasivačnom filme, čím sa zlepšuje odolnosť nehrdzavejúcej ocele proti korózii.

Odolnosť nehrdzavejúcej ocele proti korózii je podmienená.Nerezová oceľ je v určitom médiu odolná voči korózii, ale v inom médiu sa môže poškodiť.Odolnosť nehrdzavejúcej ocele proti korózii je zároveň relatívna.Zatiaľ neexistuje žiadna nehrdzavejúca oceľ, ktorá by bola absolútne nekorozívna vo všetkých prostrediach.

Nerezová oceľ má schopnosť odolávať atmosférickej oxidácii – to znamená odolnosť proti hrdzi a má tiež schopnosť korodovať v médiách obsahujúcich kyseliny, zásady a soli – teda odolnosť proti korózii.Veľkosť jej antikoróznej schopnosti sa však mení s chemickým zložením samotnej ocele, stavom ochrany, podmienkami použitia a typom prostredia.Napríklad oceľová rúra 304 má v suchom a čistom prostredí absolútne vynikajúcu antikoróznu schopnosť, no ak sa presunie do prímorskej oblasti, v morskej hmle s množstvom soli čoskoro zhrdzavie;zatiaľ čo oceľová rúra 316 ukazuje dobre.Preto to nie je žiadny druh nehrdzavejúcej ocele, ktorý môže odolať korózii a hrdzi v akomkoľvek prostredí.