Черная сталь ржавеет или нет

Обновлено: 01.05.2024

Ржавчина на нержавеющей стали уродлива. Ржавчина на нержавеющей стали вызывает множество вопросов. Эта сталь действительно нержавеющая? Если она нержавеющая, то почему почему она заржавела? Откуда на нержавеющей стали ржавчина? Она будет продолжать ржаветь дальше? Будет ли она распространяться? Вызовет ли это другие формы ржавления, такие как точечная коррозия или растрескивание под напряжением? На Рисунке 1 изображена ржавчина на нержавеющей стали.

В этой статье рассматриваются вопросы относительно ржавчины, которая возникает на резервуарах, сосудах, трубопроводах и т. д., изготовленных из аустенитной нержавеющей стали, такой как тип 304, 304L, 316, 316L,321, 317 и др. Охватывает источники ржавчины, влияние ржавчины на производство нержавеющей стали и методы предотвращения и удаления ржавчины с этих материалов. Рассмотрим ржавчину, которая находится на внешних поверхностях, подверженных воздействию атмосферы, включая дождь, конденсат, туман и т. д., но большую часть времени сухие и внутренние поверхности, особенно те, которые намокают, где последствия ржавчины зависят от условий эксплуатации. Для постоянно смачиваемых поверхностей необходимо бороться не только с ржавчиной, но и с загрязнением посторонними материалами, оксидами сварных швов, брызгами, поднутрениями, выемками на поверхности и сильными следами шлифования.

История вопроса: что делает нержавеющую сталь «нержавеющей?»

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии, потому что в них высокий процент (от 16 до 36%) присутствия хрома (Cr). Этот элемент присутствует в достаточном количестве, который при воздействии окисляющих сред (кислоты, щелочи, вода, воздух и пр.) образует тонкий, плотно прилегающий и непроницаемый оксидный слой (преимущественно CrO), который останавливает дальнейшую коррозию. В этом смысле нержавеющая сталь очень похожа на алюминий, так как алюминий также образует оксидный слой, который предотвращает дальнейшую коррозию алюминия.

Что вызывает ржавчину на поверхностях из нержавеющей стали?

Ржавчина образуется на поверхности нержавеющей стали, когда возникает состояние, при котором молекулы металла на поверхности недостаточно легированы хромом для создания или поддерживания необходимого оксидного слоя. Вопреки распространенному мнению о том, что ржавчина на поверхности не возникает, когда нержавеющая сталь «сенсибилизирована», так как большая часть металла имеет достаточно хрома для предотвращения коррозии поверхности, сенсибилизированная нержавеющая сталь корродирует вдоль границы структуры. Явление ржавчины, обсуждаемое в этой статье, является поверхностным явлением.

Самым простым условием возникновения ржавчины на нержавеющей стали является трение куска обычного углерода или низколегированной стали о поверхность нержавеющей стали.

Когда обычная сталь трется о нержавеющую сталь, получаемые в процессе трения частицы нержавеющей стали обычно называют «свободным железом». Это своего рода «контаминация» нержавеющей стали также известна под неправильным названием «углеродное загрязнение». Но этот употребляется неправильно, потому что коррозию вызывает не углерод, а нелегированное железо, из которого сделана сталь.

Коррозия «свободного железа» на нержавеющей стали всегда быстрее, чем коррозия необработанной стали, потому что свободное железо является анодным по отношению к нержавеющей стали, поэтому оно корродирует, чтобы защитить нержавеющую сталь, точно так же, как цинк корродирует для защиты углеродистой стали, когда в качестве финишного покрытия стали используется цинк.

Второй способ образования ржавчины на нержавеющей стали происходит во время сварки, когда используются сварочные флюсы для защиты от атмосферных воздействий. Эти флюсы, как правило, легко отслаиваются сами. Поверхность шва может выглядеть чистой, на ней есть тонкий остаточный слой железосодержащего материала. Этот слой легко ржавеет, если на поверхности сварочного металла не произвели абразивную или химическую очистку после окончания сварочных работ. Природа этой ржавчины аналогична той, которая образует контактное загрязнение, как описано немного выше.

Влияние ржавчины на поверхности из нержавеющей стали

На поверхностях нержавеющих металлов, которые постоянно находятся в умеренно агрессивных средах, точечная коррозия может возникать при окислении отложений «свободного железа». Это почти никогда не встречается на внешней поверхности трубопровода, поскольку снаружи труба преимущественно сухая.

Рекомендуем эффективное средство быстрого удаления ржавчины с металлов «РжавоМед-У»

Мы не знаем ни одного случая питтинга или другого коррозионного воздействия, происходящих на трубах или резервуарах, где поверхности обычно сухие и подвержены воздействию атмосфера. Ржавчина на внешней поверхности трубопроводов или баков из нержавеющей стали отсутствует. Максимум что может быть — стальные поверхности просто имеют плохую косметику и плохо выглядят.

Предотвращение заражения «свободным железом»

Надлежащая производственная практика не допускает контакта нержавеющей стали с или-обычное железо или сталь, например, рабочие столы, подъемные инструменты, стеллажи для хранения, токарная обработка сталивалки, стальные кузова и цепи грузовиков, стальные вилочные погрузчики и т. д. Железная и стальная пыль, такая как майдолжны быть созданы путем шлифования, резки, струйной очистки и т. д., должны храниться вдали от участковтам, где производится нержавеющая сталь, поскольку эта пыль может осесть назагрязняющие поверхности там, где они будут захвачены нержавеющей сталью.

Инструменты для очистки и шлифования, такие как шлифовальные круги и проволочные щетки, которые былиИспользуемый для углеродистой или низколегированной стали, не следует использовать впоследствии для нержавеющих сталей.Для обработки нержавеющей стали следует использовать только проволочные щетки из нержавеющей стали.

Окисление сварного шва

Сварные швы часто будут ржаветь по краям, как показано на Рисунках 1 и 2. Для сварных швов, которые не были должным образом очищены после завершения, это нормально. В частности, когда сварка была выполнена в среде защитных газов. Хотя это и неэстетично, но эта ржавчина не является признаком плохой сварки, чрезмерного температурного перегрева или излома. Скорее, это естественный результат высокой температуры. Зона термического нагрева во время сварки в сочетании с воздействием кислорода в атмосфере. Цвет может варьироваться от соломенного до темно-коричневого при первоначальном образовании, и в конечном итоге они становятся ржаво-красными.

В нормальных атмосферных условиях ржавчина, связанная со сваркой, прекращается после того, как свободное железо окисляется. Никаких дальнейших повреждений ржавчиной не происходит — это просто выглядит неэстетично. Для устранения ржавчины сварные швы следует очищать не позднее одного — двух дней после завершения сварочных работ. Любые грубые или шероховатые поверхности швов следует сгладить, удалить механические следы или царапины и обязательно обходимо удалить посторонние новообразования, включая краску, шлак и брызги, чтобы оптимизировать коррозионное сопротивление.

Свободное железо, сварочное окисление и посторонние материалы, такие как грязь, песок, флюс, иные металлы (кроме стали, чугуна и т. д.), могут быть удалены химической очисткой или абразивной полировкой.

Химические чистящие средства, которые успешно удаляют свободное железо и большинство других загрязнений доступны в больших вариациях. Эти чистящие средства представляют собой кислоты, которые обычно удалите немного материала (около 0,03 мм) с поверхности, на которой они применяются. Их нужно оставить на поверхности достаточно долго, чтобы удалить остатки железа и любые видимые оксиды. Большинство из них содержат азотную и плавиковую кислоты, поэтому они должны применяться строго в резиновых перчатках и других средствах индивидуальной защиты.И обязательно после обработки металл необходимо промыть достаточным количеством воды с одновременным щелочением хотя бы пищевой содой.

Механическую очистку следует производить только с помощью шлифовальных кругов или насадок с проволокой из нержавеющей стали, которые ранее не использовались для углеродистых или низкоочищенных сталей. Финальная очистка электрооборудованием с применением насадок с проволокой из нержавеющей стали не рекомендуется, так как те, в свою очередь, деформируют поверхность, позволяя атмосферным химическим осадкам проникать в поверхность, размазывают «свободный металл» и образуют микроповреждения — ни что их всего этого не подходит для коррозионной стойкости нержавеющей стали. Проволочная щетка может использоваться между проходами сварного шва для удаления шлака, так как очищенная поверхность будет переплавлена при последующей сварке. Если для окончательной очистки используется проволочная щетка, она должна быть только ручного применения, или щетина должна быть мягкой и гибкой, а давление на поверхность незначительным.

Однако ни шлифовальные машины, ни проволочные щетки не удаляют свободное железо, которое уже заржавело. Кроме того, проволочные щетки не удаляют свободное железо, отложившееся в виде пара, например, образовавшегося в зоне термического влияния во время сварки. В этих случаях при очистке шлифовальной машиной или металлической щеткой ржавчина и свободное железопросто смазывают поверхности из нержавеющей стали, которые ранее не были проржавевшими. И хотя ржавчина будет казаться побежденной, после воздействия атмосферной влаги и нахождения под открытым небом хотя бы несколько дней, эти ранее очищенные ржавые поверхности и уже новые поверхности, по которым в процессе очистки была «размазана» ржавчина, гарантированно заржавеют.

В этих случаях поможет очистка с использованием химических очистителей или мягких абразивных полиролей.

Проверка удаления «свободного железа» из нержавеющей стали

Вода, время, ночь

Присутствие свободного железа на нержавеющей стали легко обнаружить при распылении на сталь воды и оставления в таком состоянии на ночь. Опрыскивание следует проводить в тени и поздно вечером, чтобы поверхности оставались влажными. Поверхность должна намокнуть полностью без разрывов водяной пленки. Любые участки свободного железа будут проржавеют за ночь, окрасив поверхность. Во влажную или дождливую погоду нержавеющую сталь можно оставить на открытом воздухе в течение дня, и любое свободное железо превратится в некрасивую ржавчину. Участки с обнаруженной ржавчиной необходимо очистить, как описано выше.

Гораздо более быстрый способ определить свободное железо — протереть раствором ферроксила. При этом требуются средства индивидуальной защиты (СИЗ), поскольку раствор является кислым и содержит цианиды. Зараженные участки станут синими в течение нескольких минут. Если раствор оставить на поверхности на длительное время — вся поверхность нержавеющей стали станет синей. Этот раствор следует удалить после несколько минут теста с использованием обычной воды. И раствор для споласкания должен быть нейтрализован хотя бы пищевой содой — она отлично для этого подойдет.

Раствор ферроксила для обнаружения свободного железа в нержавеющей стали

Дистиллированная вода 1 литр
Азотная кислота 30 миллилитров
Ферроцианид калия 30 грамм

Этот раствор не следует использовать на поверхностях, которые будут контактировать с пищевыми продуктами или жидкостями, поскольку он содержит цианидные соединения.

Резюме и выводы

Хотя ржавчина на наружных поверхностях трубопроводов из нержавеющей стали обычно безвредна, ее уродливое присутствие вызывает беспокойство у покупателей металлоизделий. В процессе очистки нержавеющей стали после сварки необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать контакта железа со сталью во время изготовления. Проверка отсутствия «свободного железа» перед отправкой гарантирует, что Ваш продукт прибудет на место без неприглядной ржавчины. Если Вы хотите быть уверены, что на поверхностях из нержавеющей стали не образуется некрасивая ржавчина , необходимо соблюдать постулаты описанные в данной статье и тогда все будут довольны. И покупатели, и производители, и продавцы.

Черная сталь, оцинковка и нержавейка - особенности, область применения, стоимость

В данной статье рассмотрены главные отличия, особенности, область применения, стоимость черной стали, оцинкованной и нержавеющей.

Черная сталь

Черная сталь (чермет) – сплав железа с углеродом при содержании углерода до 2%. В зависимости от процента углерода черную сталь классифицируют на:

Малоуглеродистую (процент углерода менее 0,25 %)
Углеродистую (процент углерода от 0,25 до 0,6 %)
Высокоуглеродистую (процент углерода выше 0,6 %)

По методу получения металлопроката черная сталь бывает горячекатаной и холоднокатаной. Их основное отличие в температуре процесса обработки.

При производстве стали горячекатаной применяется более низкосортная сталь, поэтому ее цена меньше, чем у холоднокатаного аналога. Но толщина горячекатаной стали может достигать более 160 мм.

Холоднокатаная сталь обычно применяется для тонколистовых металлоконструкций, от 0,4 мм до 6 мм. Сталь холодного проката более качественная в сравнении с горячекатаной, поэтому и ее цена выше.

Область применения черной стали машиностроение, автомобильная промышленность, судостроение, строительство и другие производства

Оцинкованная сталь (оцинковка)

Оцинкованная сталь (оцинковка) – это чермет с высокой коррозионной стойкостью, благодаря наличию цинкового покрытия.

Для создания цинкового покрытия применяется несколько способов, наиболее эффективным из них является способ горячего цинкования. При горячем методе лист стали протягивается через ванну с расплавом цинкосодержащего состава. Состав с помощью диффузии проникает в наружные слои черного металла, становясь с ней одним целым.

Оцинковку применяют для производства большого спектра изделий: профнастил, профили, кронштейны, корпуса, вентканалы, доборы для кровли, водостоки и многие другие.

Нержавеющая сталь (нержавейка)

Нержавеющая сталь (нержавейка) – легированная сталь, состоящая из железа и углерода с добавлением хрома не менее 10,5%. Нержавейка максимально устойчива к процессам коррозии в атмосфере и применяется для работы в агрессивных средах. Она хорошо обрабатывается, имеет высокую прочность и привлекательный внешний вид.

Позитивным моментом нержавейки является также то, что при температурном воздействии или при контакте с химией и пищевыми продуктами она не образует вредных соединений, что отличает ее от оцинковки.

Сегодня существует более 250 марок нержавейки с разными характеристиками, с добавками хрома, никеля, титана и другими. Самыми известными марками нержавейки являются марки 300-й (содержат хрома 15 – 20 %) и 400-й (содержат хрома 11 – 17 %) серий.

300-я серия имеет самую высокую коррозионную стойкость. Она не магнитится, хорошо сваривается, легко деформируется холодным и горячим способом. Ее иногда маркируют «пищевой».

400-я серия дешевле, имеет меньшую стойкость к коррозии по сравнению с 300-й серией, но она отлично гнется и сваривается. Ее применяют, когда требуется высокая жаропрочность, например, для изготовления банных печей. Широко используется для декора интерьера, а также в химической и нефтехимической промышленности.

Стойкость к коррозии, стоимость, срок службы черной стали, оцинковки, нержавейки

Восприимчивость металлов к коррозионному воздействию определяется их химическим составом. Чем разнообразнее химический состав и выше качество сырья, тем дороже будет стоить стальной прокат.

Стойкость к коррозии

Самой чувствительной к коррозии является обычная черная сталь. Если ее не не закрыть защитным слоем, например, краской, она быстро покроется ржавчиной, вплоть до сплошной коррозии. Скорость коррозии обратно пропорциональна качеству защитного покрытия.

Оцинковка подвержена коррозии гораздо меньше. Чем толще и качественнее покрытие, тем дольше служит оцинковка. Часто ее дополнительно покрывают порошковой краской, чтобы значительно увеличить срок службы.

Нержавейка разных марок имеет разную стойкость к коррозии. Из самых популярных марок 300-х и 400-х серий лучшей коррозионной устойчивостью обладает нержавеющая сталь AISI 304 12Х18Н10Т, ГОСТ 5632. Если надо применять сталь в агрессивной среде, то нужно знать химический состав нержавейки и понимать его особенности.

Стоимость

По цене самым бюджетным вариантом будет обычная черная сталь. Затем оцинковка и самой дорогой будет нержавеющая сталь.

Цена металла за кг зависит от его химических свойств и характеристик. Для правильного выбора нужной марки стали производитель должен понимать, в какой среде и при каких условиях будет работать конструкция из выбранного материала. Чтобы минимизировать риски преждевременного разрушения создаваемой стальной конструкции.

Срок эксплуатации разных видов стали

По сроку службы распределение сталей будет аналогичным их ценовому диапазону. Минимальный срок службы будет у черной стали без покрытий. Обычная необработанная черная сталь прослужит около 10 лет, оцинковка с покрытием 60 мкм может прослужить до 25 лет. Нержавейка даже при работе в кислой среде может прослужить до 50 и более лет.

Что лучше: черняга, оцинковка или нержавейка?

Любой производитель рано или поздно сталкивается с выбором материала, оптимально подходящим под его требования и бюджет. В данной статье мы рассмотрим принципиальные отличия черной, оцинкованной и нержавеющей стали, их коррозийную стойкость (наиболее часто задаваемый вопрос) и дадим ориентировочную стоимость каждого вида металла.

Черная сталь

Черная сталь (разг. чермет, черняга) – это сплав железа с углеродом при содержании углерода до 2%, при доле углерода от 2% до 4,5% сплав считается чугуном. В зависимости от доли содержания углерода в сплаве сталь подразделяют на:
• Низкоуглеродистую (доля углерода менее 0,25 %)
• Углеродистую (доля углерода 0,25 – 0,6 %)
• Высокоуглеродистую (доля углерода более 0,6 %)

По способу получения проката черную сталь разделяют на горячекатанную и холоднокатанную. Главное их различие - температура обработки.

При изготовлении горячекатанной стали в основном используется низкосортная сталь, за счет чего ее стоимость дешевле холоднокатанной. Однако толщина горячекатанной стали в большинстве металлобаз варьируется от 3 мм до 160 мм.

Холоднокатанная сталь широко используется для металлоконструкций, требующих тонколистовой металл – от 0,4 мм до 3 мм, в некоторых металлобазах можно найти толщину листов до 5-6 мм. Холоднокатанная сталь считается более качественной по сравнению с горячекатанной, в связи с чем ее стоимость немного выше горячекатанной стали.

Зачастую черная сталь используется в машиностроении, строительстве и на промышленных производствах.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь (разг. оцинковка) – аналог черного металла, но с более высокой коррозийной стойкостью. Оцинкованные листы покрыты слоем цинка, который перекрывает доступ кислорода и воды к металлу и исключает возможность коррозийного разрушения металла.

Для создания цинковых прослоек существует несколько методов, наиболее эффективным из которых является метод горячего цинкования. При горячем цинковании рулонный лист стали протягивается через ванну с расплавом циносодержащего состава. Состав хорошо смачивает сталь и посредством диффузии глубоко проникает в наружные слои стали, становясь с ней единым целым. Внешние на оцинкованных листах могут быть видны узоры кристаллизации цинка, напоминающие «белую ржавчину».

Оцинкованный лист используется при изготовлении широкого ассортимента изделий: профнастил, профили, кронштейны, лотки, корпуса, вентиляционные каналы, кровельные доборы, водосточные изделия и многие другие.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь (разг. нержавейка) – легированная сталь, состоящая из железа и углерода с добавлением примеси хрома долей не менее 10,5%. Нержавеющая сталь устойчивая к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Помимо антикоррозийных свойств, нержавейка обладает высокой прочностью, хорошей обрабатываемостью, привлекательным и эстетичным внешним видом.

Немаловажным фактором является то, что при термическом воздействии или контакте с пищевыми продуктами нержавеющая сталь не образует вредных соединений, что выгодно отличает ее от оцинкованного металла. На сегодняшний день видов (марок) нержавеющей стали насчитывают более 250-ти, каждый из них обладает определенными характеристиками и может включать в свой химический состав помимо хрома другие легирующие добавки: никель, титан, молибден, ниобий, кобальт. Наиболее популярными марками нержавеющей стали считаются марки, относящиеся к 300-ым (содержат долю хрома 15 – 20 %) и 400-ым (содержат долю хрома 11 – 17 %) сериям.

300-ые серии нержавеющей стали отличаются высокой коррозийной сопротивляемостью. Нержавейка из этих серий немагнитны, хорошо подвергаются сварке, холодной и горячей деформации. Её часто называют «пищевой» в связи с ее широким применением в пищевой промышленности. 400-ые серии нержавеющей стали обладают меньшей коррозийной сопротивляемостью по сравнению с 300-ми сериями, зато такая нержавейка отлично гнется и подвергается сварочным работам. Её основная область применения – места с высокими температурными перепадами, различного рода декор зданий и нефтегазовая отрасль промышленности.

КОРРОЗИЙНАЯ СТОЙКОСТЬ, ЦЕНА, СРОК СЛУЖБЫ ЧЕРНЯГИ, ОЦИНКОВКИ, НЕРЖАВЕЙКИ

Восприимчивость различных видов металлов к коррозионному воздействию внешней среды определяется его химическим составом. Чем лучше химический состав и выше качество используемого сырья, тем дороже оно будет стоить.

1. КОРРОЗИЙНАЯ СТОЙКОСТЬ

Наиболее восприимчива к коррозии черная сталь. Если дополнительно ее не обработать и не покрыть защитным слоем, например, краской, она быстро проржавеет и будет непригодной к использованию. От качества покрытия черной стали также будет зависеть ее срок службы. Если сделать качественное покрытие, например, очистить металл, покрыть порошковой краской и запечь в полимеризационной печи, черняга сможет прослужить длительное время и незначительные повреждения ей могут быть не страшны. Однако, если качество покрытия будет сомнительным, например, как при покрытии баллончиковой краской, то при малейшем воздействии краска может сойти с металла и сталь войдет в реакцию с воздухом и/или водой, при этом ржавчина не заставит себя долго ждать.

Оцинкованная сталь, несмотря на покрытие цинком, также может быть подвержена коррозии. Чем качественнее будет покрытие – тем дольше прослужит оцинковка. Зачастую оцинкованную сталь покрывают порошковой краской, что служит двойной защитой для металла: первый слой – цинка, второй – краски.

Нержавеющая сталь разных марок имеет разную восприимчивость к коррозии. Из наиболее популярных марок 300-х и 400-х серий большей коррозийной стойкостью обладает нержавеющая сталь 300-х серий (например, AISI 304 12Х18Н10Т, ГОСТ 5632). Если предполагается использование металла в агрессивной среде, не стоит обольщаться на использование слова «нержавеющая» в названии марок, необходимо иметь представление о химическом составе металла и понимать его особенности.

По цене из перечисленных материалов наиболее дешевым вариантом будет черная сталь. Следующей по стоимости идет оцинкованная сталь и наиболее дорогим вариантом будет нержавеющая сталь.

В качестве примера приведем ориентировочную стоимость 1 кг каждого материала (по состоянию на сентябрь 2018 г.):
- черная сталь г/к – 46 р./кг
- черная сталь х/к – 50 р./кг
- оцинкованная сталь – 68 р./кг
- нержавеющая сталь 304 серии – 230 р./кг
- нержавеющая сталь 430 серии – 160 р./кг

Стоимость металла зависит от его химических свойств и характеристик, поэтому чем надежнее нужен материал – тем дороже он будет. Для оптимального подбора нужного сырья производитель должен иметь хорошее представление о том, в какой среде и каких условиях будет эксплуатироваться конструкция из выбранного материала, в противном случае есть риск преждевременного разрушения материала и, как следствие, самой конструкции.

3. СРОК СЛУЖБЫ

По сроку эксплуатации распределение металлов будет аналогичным ценовой градации. Менее износостойким из анализируемых видов металла является черная сталь. В необработанном состоянии (без дополнительного покрытия, покраски) черная сталь прослужит около 10 лет, в то время как оцинкованная сталь может прослужить до 25 лет при условии нанесения цинкового покрытия толщиной 60 мкм. Стоит заметить, что оцинкованная и черная стали неустойчивы к воздействию кислой среды, при взаимодействии с ней срок службы металла сокращается в разы. Нержавеющая сталь может прослужить до 50 лет, в добавок нержавеющий металл, легированный хромом, не реагирует на кислую среду.

4 типа металлов устойчивые к коррозии или нержавеющие

Мы обычно думаем о ржавчине как о оранжево-коричневых хлопьях, которые образуются на открытой стальной поверхности, когда молекулы железа в металле реагируют с кислородом в присутствии воды с образованием оксидов железа. Металлы также могут реагировать в присутствии кислот или агрессивных промышленных химикатов. Если ничто не остановит коррозию, чешуйки ржавчины будут продолжать отламываться, подвергая металл дальнейшей коррозии, пока он не распадется.

Не все металлы содержат железо, но они могут коррозировать или потускнеть в других окислительных реакциях. Чтобы предотвратить окисление и разрушение металлических изделий, таких как поручни, резервуары, приборы, кровля или сайдинг, вы можете выбирать металлы, которые «устойчивы к ржавчине» или, точнее, «устойчивы к коррозии». В эту категорию попадают четыре основных типа металлов:

Нержавеющая сталь
Алюминиевый металл
Медь, бронза или латунь
Оцинкованная сталь

Нержавеющая сталь

Типы нержавеющей стали такие, как 304 или 316, представляют собой смесь элементов и большинство из них содержат некоторое количество железа, которое легко окисляется с образованием ржавчины. Но многие сплавы нержавеющей стали также содержат высокий процент хрома (не менее 18%), который даже более активен, чем железо. Хром быстро окисляется, образуя защитный слой оксида хрома на поверхности металла. Этот оксидный слой противостоит коррозии и в то же время предотвращает попадание кислорода на нижележащую сталь. Другие элементы сплава, такие как никель и молибден, повышают его устойчивость к ржавчине.

Рекомендуем эффективный удалитель ржавчины с металлических поверхностей — «РжавоМед-У»

Алюминиевый металл

Многие самолеты сделаны из алюминия, как и детали автомобилей и мотоциклов. Это связано с его небольшим весом, а также с устойчивостью к коррозии. Алюминиевые сплавы почти не содержат железа, а без железа металл не может ржаветь, но окисляется. Когда сплав подвергается воздействию воды, на поверхности быстро образуется пленка оксида алюминия. Слой твердого оксида довольно устойчив к дальнейшей коррозии и защищает лежащий под ним металл.

Медь, бронза и латунь

Эти три металла содержат мало железа или вовсе его не содержат, поэтому не ржавеют, но могут вступать в реакцию с кислородом. Медь со временем окисляется, образуя зеленую патину, которая фактически защищает металл от дальнейшей коррозии. Бронза представляет собой смесь меди и олова, а также небольшого количества других элементов, и, естественно, гораздо более устойчива к коррозии, чем медь. Латунь – это сплав меди, цинка и других элементов, которая также устойчива к коррозии.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь долго ржавеет, но со временем она ржавеет. Это углеродистая сталь, оцинкованная или покрытая тонким слоем цинка. Цинк действует как барьер, не позволяющий кислороду и воде достигать стали, поэтому она защищена от коррозии. Даже если цинковое покрытие поцарапано, оно продолжает защищать близлежащие участки лежащей под ним стали за счет катодной защиты, а также путем формирования защитного покрытия из оксида цинка. Как и алюминий, цинк очень реактивен по отношению к кислороду в присутствии влаги, а покрытие предотвращает дальнейшее окисление железа в стали.

Какие металлы ржавеют?

Ржавчина, обычно называемая окислением, возникает, когда железо или металлические сплавы, содержащие железо, такие как сталь, подвергаются воздействию кислорода и воды в течение длительного периода времени.

Ржавчина образуется, когда железо подвергается процессу окисления, но не все окисления образуют ржавчину. Как уже говорилось выше, ржаветь может только железо или сплавы, содержащие железо, но и другие металлы могут подвергаться коррозии аналогичным образом.

Что такое коррозия?

Коррозия возникает, когда элемент, легко теряющий свои электроны (например, некоторые металлы), соединяется с элементом, который поглощает дополнительные электроны (кислород), а затем вступает в контакт с раствором электролита (водой). Работа воды в процессе коррозии заключается в ускорении потока электронов от металла к кислороду.

Этот процесс называется окислительно -восстановительной реакцией и на самом деле представляет собой два химических процесса, которые происходят одновременно: восстановление (редукция) и окисление.

Что такое редукция?

Редукция – это название химической реакции, которая происходит, когда молекула получает электрон. Это роль кислорода в коррозии металлов.

Что такое окисление?

Окисление – это противоположная восстановлению реакция, которая происходит, когда молекула теряет электрон. Это роль воздействия металла в коррозии металла. Ржавчина и патина меди странного зеленого цвета – видимые результаты того, что металлы теряют свои электроны в воздухе.

Ржавеют ли медь, железо и алюминий?

Технически ржаветь может только железо и сплавы, содержащие железо. Другие металлы, включая драгоценные металлы, такие как золото и серебро, могут подвергаться аналогичной коррозии.

Что отличает определенные металлы, так это время, необходимое для того, чтобы они начали ржаветь или подвергаться коррозии.

Вот несколько примеров о том, как наиболее распространенные металлы противостоят ржавчине и коррозии.

В ассортименте нашей компании есть эффективный удалитель ржавчины с металлов «РжавоМед-У»

Ржавеет ли медь?

Медь не ржавеет, однако, корродирует. Медь имеет естественный коричневый цвет и при коррозии приобретает ярко-зеленый оттенок. Хотя некоторые считают, что реакция меди скорее потускнение, чем окисление, металл по-прежнему подвергается аналогичному процессу «ржавления».

В естественной среде медь крайне несклонна к коррозии. Тип коррозии, которая в конечном итоге приводит к поломке медных питьевых труб, называется эрозионной коррозией, и она возникает только из-за воздействия текущей турбулентной воды в течение длительного периода времени. Обычно видимая на старых монетах знаменитая красивая зеленая «патина» может полностью сформироваться за 20 лет.

Это один из немногих природных металлов, который не добывается из руды (хотя он может быть получен другими способами), пригодный для непосредственного использования в естественной среде. Этот, а также тот факт, что медь очень мягкая и с ней легко работать, повлекли за собой то, что медь стала одним из первых металлов, с которыми работали люди в истории человечества.

Фактически, медь имела такое большое значение, что у нас действительно есть период в истории, называемый медным веком.

Медь обладает высокой проводимостью к теплу и электричеству, поэтому ее часто используют в электропроводке.

Медь также имеет очень низкую реакционную способность. Известный инструмент в химии, который представляет собой последовательность металлов, упорядоченную от самой высокой до самой низкой реакционной способности до кислот, воды, извлечения металлов из их руд и других реакций. Из-за её низкой реакционной способности специальный сплав меди (90% меди и 10% никеля) используется для деталей лодок, которые в дальнейшем подвергаются воздействию морской воды, или в качестве труб для транспортировки питьевой воды. Если вы осмотритесь в своем доме или здании, то заметите, что во многих ваших приборах используются медные трубы для подачи и отвода воды.

По данным Министерства жилищного строительства и городского развития России, средний срок службы медной водопроводной трубы составляет 50-70 лет.

Ржавеет ли железо?

Да. Помните, что технически ржаветь может только железо и сплавы, содержащие железо.

По сравнению с коррозией других металлов, железо относительно быстро ржавеет, особенно если оно подвергается воздействию воды и кислорода. Фактически, когда железо подвергается воздействию воды и кислорода, оно может начать ржаветь в течение нескольких часов.

Железо также быстро ржавеет при воздействии высоких температур. Экстремальные температуры могут изменить химический состав металла, что делает его чрезвычайно склонным к рекомбинации с кислородом в окружающей среде.

Алюминий производится в 3 этапа:

Этап 1. Добыча полезных ископаемых

Этап 2. Обработка

Этап 3. Электролитическое восстановление (при котором образуется сам алюминий)

Алюминий получают из минерала боксита. Бокситы чаще всего встречаются в субтропических местах, таких как Африка, Западная Индия, Южная Америка и Австралия, хотя есть небольшие месторождения и в других местах, например, в Европе. Австралия является крупнейшим производителем бокситов. На его долю приходится около 23% мировой добычи.

Затем этот боксит перерабатывается в оксид алюминия, который состоит только из атомов алюминия и кислорода, связанных вместе.

Затем через оксид алюминия пропускается электрический ток, который отделяет различные компоненты друг от друга. Пузырьки кислорода образуются на одном конце, а капли чистого расплавленного алюминия собираются на другом.

Около 4-5 тонн боксита перерабатывается в 2 тонны оксида алюминия, что дает 1 тонну чистого алюминия.

Алюминий корродирует намного медленнее, чем другие металлы, такие как железо. Причина того, что алюминий не так легко подвергается коррозии, как другие металлы, заключается в его особой реакции с водой.

Обычно, когда вода вступает в контакт с металлом, она побуждает металл еще быстрее отдавать свои электроны окружающему его кислороду.

Однако у алюминия особая реакция на воду. Когда вода соприкасается с алюминием, атомы алюминия и кислорода (содержащиеся в металле, а не кислород в окружающем его воздухе) перемещаются дальше друг от друга.

Они окажутся почти на 50% дальше друг от друга, чем были в начале. Эта реакция удаления меняет молекулярную структуру алюминия настолько, что он становится химически инертным, а это означает, что он не так легко подвергается коррозии.

Как предотвратить ржавление металлов

Ржавчина – это естественная химическая реакция. Несмотря на то, что некоторые металлы ржавеют быстрее других, это не должно вас сдерживать от использования этих металлов для определенных целей. Есть много способов предотвратить ржавчину металлов, например, металлические краски и покрытия, защитные барьеры, барьерные пленки, а также многочисленные антикоррозионные растворы и лужение. В каждом методе используются разные соединения и материалы для создания защитного барьера между металлом и элементами, вызывающими ржавчину и коррозию.

Читайте также: