Почему сталь не ржавеет

Обновлено: 13.05.2024

Легированные стали широко используются во многих сферах жизни людей: в быту, в медицине, в разных областях промышленности. Из легированных сталей изготавливают массу инструментов и конструкций, от ювелирного оборудования до крекинговых труб из стали 15х5м. В чем особенность таких сталей и что делает их настолько популярными?

Что такое легированная сталь?

Легированными считаются такие стали, которые содержат в составе особые легирующие добавки, позволяющие изменить ряд физических и механических свойств материала. В зависимости от количества добавок сталь делится на такие виды:

Низколегированная. Содержит порядка 2,5% дополнительных элементов.
Среднелегированная. Дополнительных веществ в составе 2,5-10%.
Высоколегированная. Легирующих добавок более 10%.

Качества, которые приобретает материал, зависят от того, какие добавки входят в его состав:

Хром. Повышает степень устойчивости к коррозии и прочность стали. Это главный компонент в создании нержавеющей стали.
Никель. Повышает пластичность и вязкость, а так же коррозионную устойчивость.
Титан. Повышает прочность, плотность и устойчивость материала к коррозии, снижает зернистость структуры стали.
Ванадий. Снижает зернистость структуры материала. Благодаря этому повышается уровень прочности стали на разрыв (сопротивление внешнему воздействию, возникающее в самом материале, в его структуре).
Молибден. Улучшает способность материала воспринимать закалку (прокаливаемость), снижает хрупкость, повышает устойчивость к коррозии.
Вольфрам. Повышает твердость стали, не позволяет зернам в ее структуре увеличиваться при нагревании.
Кремний. Благодаря кремнию сталь становится магнитопроницаемой и обретает электросопротивление, а вместе с тем устойчивость к коррозии. Но в то же время этот элемент повышает хрупкость материала.
Кобальт. Повышает ударо- и жаропрочность.

Особенности коррозионной устойчивости

Защита легированной стали от коррозии обуславливается взаимодействием между окружающей средой и легирующими компонентами, входящими в ее состав. Между дополнительными элементами (хром, никель и пр.) и окружающей средой (воздух, вода) возникает химическая реакция, результатом которой становится образование на поверхности стали тонкой, но стойкой пленки, которая представляет собой продукт коррозии (оксиды, гидроксиды). Образование такой пленки предупреждает возникновения дополнительной коррозии, и может расцениваться как барьер, препятствующий кислороду и воде проникать к стальной поверхности под этим слоем.

Образованная пленка очень тонкая, и ее невозможно увидеть без специального оборудования. Если на поверхности стального изделия появится царапина, ржавчина в этом месте не появится, так как защитный слой образуется снова. По сути, коррозия, происходящая на атомарном уровне, защищает сталь в целом и делает ее нержавеющей.

Если вас интересуют трубы 15х5м, обращайтесь к нам. Мы поставляем металлопрокат из высоколегированных марок сталей и предоставляем большой выбор нержавеющих труб различного сортамента по самым доступным ценам.

Почему не ржавеет нержавейка?

Интересно

Даже по названию «нержавейка» понятно, что она не подвергается коррозии или все же ржавеет, но не так сильно, как обычная сталь. Продукция с использованием нержавеющей стали используется практически во всех сферах деятельности человека. Материал обладает не только повышенной устойчивостью к коррозии, а и высокой прочностью.

Что такое нержавеющая сталь? Виды и история открытия

Нержавеющая сталь, которая также известна как «нержавейка», представляет собой устойчивую к коррозии легированную сталь. Обладает высокой термоустойчивостью. В зависимости от типа стали в ее состав могут входить: хром, углерод, никель, азот, молибден, медь, ниобий, селен, сера, алюминий, титан, кремний.

Ученые Пьер Бертье и Майкл Фарадей в 1820-х годах заметили, что железо с хромом обладает устойчивостью к кислотной коррозии. Но тогда им было неизвестно, что особенную роль играет еще и невысокое содержание углерода. В 1912 году инженеры из Германии впервые получили патент на изготовление нержавеющей стали.

А вот понятие «нержавеющая сталь» ввел в оборот Гарри Брирли, инженер из Англии. Брирли также экспериментировал с разными сплавами и пришел к выводу, что наибольшей устойчивостью к коррозии обладает сталь с повышенным содержанием хрома. Нержавейка изначально использовалась для производства столовых приборов.

Декоративные листы из нержавеющей стали

Есть 3 группы нержавеющей стали:

жаропрочная – обладает высокой механической прочностью во время воздействия высокой температуры;
жаростойкая – имеет повышенную устойчивость к коррозии в агрессивной среде и высокой температуре (чаще всего применяется на химзаводах);
устойчивая к коррозии – обладает высокой стойкостью к коррозии, используется в несложной промышленности и в бытовых условиях.

Самыми распространенными являются такие виды материала, как AISI 304 и AISI 316. AISI – это маркировочная система для нержавейки. Появилась она в США, затем – в Европе и по всему миру. Аналогами этой стали в России по ГОСТу являются марки 08Х18Н10 и 08Х16Н11М3 соответственно.

Интересный факт: нержавейка – выгодный материал. Все дело в его переработке, так как в ходе данного процесса не снижается прочность стали. Если переработать тонну нержавейки, то можно сэкономить 50 кг извести, тонну железной руды и 600 кг угля.

AISI 316 отличается наличием в составе 2,5% молибдена. Он делает нержавейку устойчивой к высоким температурам, агрессивным средам и коррозии. Из стали этой марки производят оборудование для химической промышленности и различные изделия, которые длительное время контактируют с холодной морской водой. Также из нее делают поручни для общественных бассейнов – материал не боится постоянного взаимодействия с хлором.

Качественная нержавеющая сталь отличается долговечностью и устойчивостью к агрессивному воздействию разных веществ и внешней среды. Основные компоненты, которые препятствуют коррозии – это никель и хром. Чем выше содержание хрома, тем лучше сопротивляемость ржавчине. В нержавеющей стали содержится около 13% хрома. Поэтому на поверхности создается слой из оксида хрома, который препятствует окислению и разъеданию агрессивными веществами.

Химический состав стали AISI 304

Что будет, если слой оксидный слой нарушится? Главная особенность такой поверхности – самовосстановление. Если изделие из нержавейки поцарапать или как-то еще повредить, то ржавчина на нем не образуется – защитный слой появится вновь.

Интересный факт: нержавейка – жаростойкая и прочная сталь. Чтобы ее расплавить, необходима температура от 1500 ℃. Например, температура земного ядра составляет около 6500 ℃.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Коррозия vs ржавчина

Только медь и драгоценные металлы (золото, серебро, платина и т. д.) встречаются в природе в их реальном металлическом состоянии. Все другие металлы (включая железо) перерабатываются из минералов или руд в металлы, которые по своей природе нестабильны в окружающей их среде. Все искусственные металлы нестабильны и имеют тенденцию превращаться в более стабильные минеральные формы. Некоторые металлы образуют на своей поверхности защитные керамические пленки (пассивные пленки), которые предотвращают или замедляют процесс коррозии. Металлы подвержены коррозии, потому что они используются в среде, где они химически нестабильны.

Зная разницу между коррозией и ржавчиной

Коррозия — постепенное разложение металлов в результате химической реакции с окружающей средой.

Металл вступает в реакцию с внешней средой и со временем может ухудшить полезные свойства материалов и конструкций, включая прочность, внешний вид и проницаемость для жидкостей и газов. Это повреждение известно, как коррозия. При воздействии внешней среды металлы окисляются и вступают в реакцию с кислородом атмосферы. К внешним факторам, вызывающим коррозию металлов, относятся вода, кислоты, щелочи, соли, масла и другие твердые и жидкие химические вещества. Металлы также подвергаются коррозии при воздействии газообразных материалов, таких как пары кислоты, газообразный формальдегид, газообразный аммиак и серосодержащие газы. Два места, где имеют место катодная реакция и анодная реакция, могут быть близко друг к другу или далеко друг от друга в зависимости от обстоятельств. Некоторые материалы устойчивы к коррозии, а другие – подвержены ей. Однако коррозию можно предотвратить некоторыми методами. Покрытие – один из методов защиты материалов от коррозии. Сюда входит покраска, гальваника, нанесение эмали на поверхность и т. д.

Ржавчина — форма коррозии, но конкретно относится к окислению железа или его сплавов.

Только металлы, содержащие железо или его сплавы, могут ржаветь, поскольку этот термин конкретно относится к окислению железа (как в самом железе, так и в стали) или к оксиду железа, который образуется. Для появления ржавчины должны быть определенные условия. В присутствии кислорода, влаги или воды, железо подвергается этой реакции и образует серию оксидов железа. Этот красновато-коричневый цвет известен как ржавчина. Если ржавчина начинается в одном месте, она в конечном итоге распространяется и весь металл распадается.

Наиболее частая причина – длительное пребывание в воде. Любой металл, содержащий железо, включая сталь, будет связываться с атомами кислорода, содержащимися в воде, с образованием слоя оксида железа или ржавчины. Ржавчина усилится и ускорит процесс коррозии, поэтому уход за ней очень важен. Ржавчина бывает разных форм, наиболее распространенной из которых является красная ржавчина, образованная красными оксидами. Хлор в воде вызывает образование зеленой ржавчины. Как и большинство коррозионных процессов, ржавление происходит постепенно. Через некоторое время, если материал не обработать, он распадется, и все превратится в ржавчину, сделав его непригодным для использования.

Другие металлы

Когда алюминий корродирует, на поверхности металла образуется тонкий слой оксида алюминия, который действует как защитный барьер. Этот барьер не отслаивается, как ржавчина, что предотвращает дальнейшую коррозию алюминия в будущем.Поскольку медь корродирует, она приобретает зеленый цвет, известный как патина. Эта патина желательна, поскольку она не только создает защитный барьер для дальнейшей коррозии, но и имеет внешний вид, который нравится потребителям.

Рекомендуем эффективный состав для удаления ржавчины с металлов — «РжавоМед-У»

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.

Удаление ржавчины. Почему ржавеет сталь

Существует три группы нержавеющих сталей, каждая из которых имеет свои особенности и специфику применения:

Коррозионностойкая сталь. Имеет высокую стойкость к коррозии в неосложненных условиях – в быту, на производстве.
Жаростойкая сталь. Обладает термостойкостью, не ржавеет при повышенных температурах, может применяться на химических заводах.
Жаропрочная сталь. Остается механически прочной при высоких температурах.

Таким образом, не все виды нержавейки предназначены для эксплуатации в той или иной агрессивной среде. К примеру, использование обычной нержавеющей стали на пищевом производстве, частое мытье с хлорсодержащими средствами вызовет быструю порчу материала. Аналогично применение металла в морской воде приведет к повышению скорости коррозии в разы.

Также ржавчина часто появляется на нержавейке после сварки (термической обработки), которая была произведена без соблюдения определенных правил. После механического повреждения металла последствия будут аналогичными: в месте дефекта возникнет точечная коррозия. Гладкий, полированный материал обычно ржавеет менее интенсивно, чем шероховатый: на последнем элементы коррозии могут появиться гораздо быстрее.

Защита от ржавчины нарушается там, куда попала раскаленная окалина, поскольку от сильного повышения температуры в нежаростойкой стали происходит выгорание легирующих веществ (в основном хрома). После прогорания дыр их края и прилегающие зоны становятся подверженными коррозии, хотя более глубокие слои металла чаще всего остаются неповрежденными. Спасти нержавейку поможет обработка травильными пастами, специальными эмульсиями.

Прочие причины коррозии нержавеющей стали:

контакт материала с обычной углеродистой сталью (в том числе посредством инструментов, которыми раньше резали простую сталь);
регулярная чистка металлическими щетками;
игнорирование механической или химической обработки сварного шва.

Причиной коррозии металла может стать и его изначально низкое качество. Стойкость стали к ржавлению обусловлена присутствием хрома в достаточном количестве. Этот элемент после воздействия воды, воздуха, кислот и щелочей формирует тончайший непроницаемый слой, который не дает материалу ржаветь. Если хрома в составе мало либо он распределен неравномерно, создание и поддержание оксидного слоя становится невозможным.

Как обычное железо превращается в «нержавейку»

Чтобы получить металл с высокими антикоррозионными характеристиками, в него добавляют другие элементы: хром, никель, молибден, кремний, ванадий, вольфрам и другие, в разных пропорциях и количествах. Именно от пропорций зависят как физические, так и внешние характеристики полученного материала.

Железо с присадками называется легированным, различают низко-, средне-, высоколегированное.

В настоящее время особой популярностью пользуются 3 типа «нержавеек»:

аустенитные с хромом и никелем, наиболее распространённые, в том числе при производстве перил, лестничных ограждений и поручней (сюда относится 300 серия);
мартенситные с углеродом, более прочные, менее гибкие, сильнее подверженные коррозионному разрушению;
ферритные, помягче мартенситных, а потому более простые в использовании, из них часто делают бытовые приборы (а сюда относится 400 серия).

Резюмируя: нержавеющие свойства металл получает при добавлении к нему различных присадок.

Факторы, определяющие стойкость металла к коррозии

Чтобы металл не был подвержен коррозии, он должен пройти пассивацию – переход поверхности в неактивное (пассивное) состояние, при котором на ней формируется тонкий защитный слой. Хорошая нержавейка быстро и легко пассивируется при обычных атмосферных условиях – контакте с кислородом из воздуха. Чем больше хрома в составе стали, тем выше ее пассивационная способность и антикоррозионные свойства.

Кроме хрома, легирование стали производят с помощью никеля. Он тоже способствует пассивации, но в чуть меньшей степени. Оба металла придают наивысшую антикоррозионную стойкость, хотя в состав стали могут вводиться и иные элементы: медь, ниобий, молибден. Для усиления защитных свойств любые добавки должны находиться в стандартном состоянии, а при изменении их структуры стойкость к коррозии падает (например, при переходе хрома в форму нитрида, карбида). Это может произойти во время контакта с сильными кислотами: серной, соляной, плавиковой.

Пассивный слой

Под пассивным слоем понимают тонкую оксидную пленку, которая формируется на стали после реакции хрома с кислородом. Она благоприятно воздействует лишь на свойства нержавейки: на обычной стали кислород при взаимодействии с атомами железа провоцирует формирование мелких пор и появление ржавчины. Слой коррозии тоже будет называться пассивным, ведь он реакционно инертен по отношению к окружающей среде.

Как защитить металл от коррозии?

Для начала стоит познакомиться с природой «злодейки».

атмосферная;
электрохимическая;
химическая.

Последняя получила еще одно название — «газовая». И неспроста, так как в ее возникновении «повинны» сероводород, кислород и другие газы, а в присутствии воды нет никакой необходимости.

Зато атмосферная коррозия протекает при самой «обычной» температуре, но обязательно — при наличии влаги. Кислород растворяется в пленке, последняя обволакивает поверхность металла — образуются оксиды. Теперь пленка становится «оксидной». В некоторых случаях процесс на этом и завершается: если пленка плотная, окисление не продвигается дальше. Такое свойство металлов широко используется.

На воздухе устойчивы:

никель Ni;
хром Cr;
алюминий Al;
олово Sn;
цинк Zn;
титан Ti;
свинец Pb.

Однако самый распространенный в промышленности металл — железо, быстро ржавеет, когда воздух вокруг него сырой:

4Fe + 3O2 + 6H2 O = 4Fe (OH)3

Когда металлы вступают в контакт в растворе электролита, говорят об «электрохимической» коррозии.

Механизм ее возникновения прост. В чистом виде металлы не встречаются, все они содержат различные примеси. Кроме того, в сплавах изначально предусмотрено наличие нескольких металлов. И вода на поверхности изделия (когда растворяет углекислый газ плюс другие газы) превращается в электролит. Так в большом количестве создаются гальванические пары. Электроны движутся к менее активному металлу от более активного, и на поверхности первого идет процесс восстановления водорода. В то время как активный металл подвергается окислению. Так электрохимические процессы способствуют неуклонному разрушению и металлов, и их сплавов.

Насколько быстро будет происходить коррозия, зависит от множества факторов.

насколько много в воздухе влаги;
природы самого металла;
природы окислителя;
процента содержания примесей;
концентрации окислителя.

Коррозия может не внушать серьезных опасений, когда влажность воздуха составляет меньше 67% (ее именуют «критической»).

Напрямую же скорость разрушения металлов зависит от их разности электрических потенциалов. То есть чем больше между ними расстояние в ряду напряжения металлов (электрохимическом), тем коррозия идет быстрее.

Защита металлов от разрушения всегда была одной из главных задач в технике.

Способы предотвратить (или хотя бы замедлить) коррозию металлов:

1. Воздействие на внешнюю среду. Применим в случае, когда металлические детали погружены емкость с жидкостью: либо к раствору добавляются «ингибиторы» — вещества, которые замедляют коррозию; либо из жидкости удаляют растворенный кислород (деаэрация).

2. Электрохимический метод защиты:

С целью нейтрализации тока, способствующего разрушению изделия, в противоположном направлении пропускается постоянный ток.
На месте соединения «разномастных» металлов делаются заклепки из более активного металла.
Цинк, сплавы с магнием используются для изготовления «протекторов» — больших листов, которые защищают сталь (протекторный метод).

3. Изготовление сплавов, стойких к коррозии. Примером может служить целый ряд нержавеющих сталей: до 9% никеля и 17% хрома.

4. Защита всевозможными покрытиями (самый распространенный):

Изделия с помощью специальной обработки «укутывают» солевыми или защитными оксидными пленками (алюминий; сталь — в составе имеются фосфаты).
Предметы, детали, конструкции из металла, подверженного коррозии, «накрывают» слоем металлов, которые стойко противостоят разрушительному воздействию влаги (олово, никель, цинк, алюминий, хром, кадмий).
Идут в ход различные «неметаллические» материалы (в том числе — лакокрасочные): эмали, лаки, смолы, краски, фенолоформальдегидные.

Теги: коррозия, металл, защита металла

Виды коррозии нержавеющей стали

По типу развития, причине появления и признакам выделяют несколько видов коррозии нержавейки.

Щелевая коррозия нержавеющих сталей

Щелевая коррозия – широко распространенный вид ржавления нержавейки. Она развивается там, где есть небольшой зазор в конструкции, например, когда вода проникает под крепежные элементы внутрь изделия. Второй поверхностью при этом обычно выступает резиновый уплотнитель, прокладка, а порой и металлический элемент.

Механизм формирования щелевой коррозии таков:

Скопление агрессивных ионов в зазоре, вытеснение кислорода.
Появление анода в зазоре (материал вне зазора при этом играет роль катода).
Образование коррозии из-за изменения кислотности среды и электрохимических реакций.

Чтобы предотвратить щелевую коррозию, нужно правильно проектировать конструкции. Важно обеспечивать катодную защиту, которая снизит кислотность, а также улучшать текучесть среды.

Общая поверхностная коррозия

Общей коррозией называют равномерное нарушение структуры металла в части поверхностного слоя. Она вызывает разрушение оксидной пленки на большей части изделия или по всей его площади. Обычно причиной является контакт с сильными щелочами, кислотами, соединениями йода, фтора, брома. Главным же «врагом» нержавейки считается хлор – именно поэтому для ее чистки нельзя применять хлорсодержащие моющие средства.

Точечная коррозия (питтинг)

Больше всего питтинговой коррозии подвержены именно нержавеющие стали, а также сплавы на основе алюминия, никеля. В отличие от обычной стали, которая чаще страдает от общей поверхностной коррозии, такие материалы в большинстве случаев покрываются именно питтингами – мелкими дефектами. Локальное разрушение пассивного слоя происходит в таких ситуациях:

царапание, механическое повреждение;
местное изменение состава стали;
точечное воздействие ионов хлора, серы, галогенидов;
повышение температуры.

Точечное ржавление считается самым распространенным среди разных видов нержавейки. Из-за него в баках появляются дырки, в трубах, резервуарах – мелкие трещинки. Обычно их диаметр составляет не более 1 мм, при этом глубина может быть значительной – в этом состоит коварство данного явления. Как и в случае со щелевой коррозией, в роли анода будет выступать конкретный питтинг, а катодом станет остальная (неповрежденная) поверхность. Добавление молибдена к нержавеющей стали при ее производстве увеличивает стойкость изделий к точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

У такого процесса есть еще одно название – межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей (МКК). Она возникает при резком повышении температуры, что случается, например, при сварке. Ржавление начинается, если при участии нагрева вдоль границ зерен проступает карбамид хрома, то есть структура этой легирующей добавки кардинально меняется. Для ферритной стали достаточная температура для формирования очагов коррозии равна +900 градусам, для аустенитной стали – +450 градусам.

Контактная коррозия

Данный вид коррозии развивается при прямом контакте разнородных металлов друг с другом под действием электролитов. К примеру, такое случается при состыковании разных металлических изделий в агрессивной токопроводящей среде – морской воде. В результате сталь локально портится, а менее благородные металлы могут и вовсе раствориться.

Может ли нержавеющая сталь ржаветь или нет, причины ржавения

Может ли ржаветь нержавеющая сталь или нет? Если говорить о нержавеющей стали с содержанием хрома более 10,5%, то возникновение ржавчины полностью исключить нельзя. Даже аустенитная сталь с содержанием хрома свыше 20% и содержанием никеля более 8% может поржаветь при неправильном обращении и обработке или конструктивных дефектах. Вот почему так важно при обработке нержавеющей стали использовать абразивные инструменты со специальными свойствами. Примером таких инструментов являются фибровые шлифовальные круги или абразивные отрезные круги с пиктограммой Fe, S, Cl < 0,1%.

Нержавеющая сталь, как и обычные сорта стали, вступает в реакцию с кислородом, благодаря чему образуется оксидная пленка. Однако в случае с обычной сталью кислород вступает в реакцию с имеющимися атомами железа, что приводит к образованию пористой поверхности, которая способствует дальнейшей реакции. Это может привести к полному заржавению детали. В случае с нержавеющей сталью кислород реагирует с атомами хрома, которые в относительно высокой концентрации присутствуют в стали. Атомы хрома и кислорода образуют толстую оксидную пленку, которая предотвращает дальнейшее развитие реакции. Эта оксидная пленка также называется пассивным слоем в силу своей реакционной инертности в отношении окружающей среды. Характер и устойчивость пассивного слоя зависит в первую очередь от состава сплава стали.

Коррозия

Существует две причины возникновения ржавчины на нержавеющей стали:

Отсутствие пассивного слоя может быть вызвано только высокой степенью чистоты. Обрабатываемые поверхности тщательно зачищаются от всех загрязнений.

Описанные ниже виды коррозии обусловлены последующим разрушением пассивного слоя:

Общая поверхностная коррозия

Общей поверхностной коррозией называется равномерное повреждение поверхности детали. Этот вид коррозии возникает только в том случае, если на поверхность воздействуют кислоты или сильные щелочи. Если ежегодная скорость коррозии составляет меньше 0,1 мм, то можно говорить о достаточной устойчивости материала к поверхностной коррозии.

Точечная коррозия (питтинг)

Точечная коррозия возникает в том случае, если пассивный слой разрушается локально. Причиной являются ионы хлорида, которые в присутствии электролита вытягивают атомы хрома, необходимые для образования пассивного слоя. Так возникают точечные отверстия. Наличие отложений, налета ржавчины, остатков шлака или цветов побежалости приводит к усилению точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

Интеркристаллическая коррозия может возникнуть в том случае, когда под воздействием тепла вдоль границ зерен выступает карбид хрома и при наличии кислой среды происходит растворение. Это происходит при следующей температуре:

аустенитная сталь: 450° — 850°C
ферритная сталь: более 900°C

Сегодня при выборе правильного материала интеркристаллическая коррозия больше не играет никакой роли.

Контактная коррозия

Контактная коррозия возникает в том случае, когда в контакт вступают различные металлы под воздействием электролита. Менее благородный материал начинает корродировать и растворяться. Нержавеющие стали являются благородными при контакте с большинством других металлов.

Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN)

Показатель RREN относится к справочным, он показывает склонность разных видов и марок нержавейки к появлению питтингов. Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии применяют как ориентир, но не как абсолютное руководство для предопределения коррозионной стойкости.

Обычно наиболее устойчивыми к точечному ржавлению оказываются молибден, хром и азот в качестве добавок при легировании. Чем выше цифра RREN, тем более стойкой будет сталь к появлению питтингов. Вот справочная информация по RREN:

Марка стали	RREN
444	25
430	16
304	19
316	26
304LN	21
904L	36
316LN	27,5
SAF 2507	42
Zeron 100	41

Способы предохранения нержавейки от МКК

Очистить от ржавчины поверхность порой бывает сложно, особенно при глубоком проникновении дефекта. Разработан ряд методов против межкристаллитной коррозии, вот основные из них:

Чтобы убрать у нержавейки склонность к МКК, в нее вводят и новые добавки: титан, тантал, ниобий, но это приводит к серьезному удорожанию материала. Их количество должно быть в 5-10 раз больше, чем норма углерода, и тогда металл будет не подверженным ржавлению.

Коррозия и поверхностная обработка нержавеющей стали

Удаление коррозии можно произвести химическим способом – использовать специальные преобразователи ржавчины. Также поверхность изделий из нержавейки разрешается обрабатывать путем фрезерования, зачистки, шлифовки, полировки. Выбор конкретной методики зависит от предпочтений специалиста и ряда иных условий.

Подбор способа профилактической обработки металла будет обусловлен начальной коррозионной стойкостью конкретной марки стали. На шероховатых поверхностях чаще формируются элементы точечной коррозии, а на гладких пятна ржавчины появляются редко. Марки 304, 316 при использовании в условиях морской воды быстро ржавеют, их нужно защищать более тщательно.

Читайте также: