Загадка нержавеючай сталі
Нержавеючая стальатрымаў сваю назву дзякуючы адной са сваіх найбольш прыкметных уласцівасцей, а менавіта высокай устойлівасці да карозіі, пацьмянення і іржы. Апрацаваная паверхня металу менш схільная да «плямлення» або ўтварэння паціны пры звычайных абставінах. Гэта адрозніваецца ад звычайнай сталі, якая, як сплаў жалеза і вугляроду, асабліва схільная да іржы.
Ключавы элемент: хром
Нержавеючая сталь лічыцца «ўстойлівай да іржы» таму, што яна ўтрымлівае дастатковую колькасць хрому (Cr). Міжнародныя стандарты прадугледжваюць, што масавая доля хрому павінна быць не менш за 10,5%. Сталь можа набыць стабільную каразійную ўстойлівасць толькі тады, калі ўтрыманне хрому дасягне або перавысіць гэтае крытычнае значэнне.
Хром рэагуе з кіслародам, утвараючы пасівацыйную плёнку
Калі паверхня сплаваў, багатых хромам, падвяргаецца ўздзеянню кіслароду, атамы хрому пераважна рэагуюць з кіслародам. Утвараецца вельмі тонкая, шчыльная і трывала прылягаючая да паверхні плёнка аксіду хрому, вядомая як «пасівацыйная плёнка». Гэтая плёнка аморфная, без пор і вельмі хімічна стабільная. Яна падобная на нябачную і суцэльную сцяну, эфектыўна блакуючы кантакт паміж агрэсіўнымі асяроддзямі, такімі як кісларод, малекулы вады і іоны хларыду звонку, і ўнутранай жалезнай падкладкай.
Здольнасць нержавеючай сталі да самааднаўлення
Найбольш выбітнай асаблівасцю пасівацыйнай плёнкі з'яўляецца яе дынамічная самааднаўленчая здольнасць. Калі лакальны пласт плёнкі пашкоджаны з-за механічных драпін, зносу або чысткі, то пры наяўнасці слядоў кіслароду ў навакольным асяроддзі свежы хром неадкладна рэзлучаецца з кіслародам, аўтаматычна аднаўляе пашкоджаную вобласць і аднаўляе ахоўны пласт. Гэта дазваляе нержавеючай сталі супрацьстаяць штодзённаму зносу і драпінам.
Сінергічны эфект некалькіх сплаваў
Сучасная нержавеючая сталь, дадаючы іншыя элементы, аптымізавала розныя ўласцівасці, захоўваючы пры гэтым каразійную ўстойлівасць, тым самым утвараючы розныя «сямействы».
| Элемент сплаву | Асноўная функцыя | Тыповыя прыклады прымянення |
| Ni | Стабілізуюць структуру аўстэніту, значна паляпшаючы трываласць, пластычнасць, зварвальнасць і каразійную стойкасць пры ўздзеянні аднаўляльных кіслот | Нержавеючая сталь 304 (18%Cr-8%Ni), кухонны посуд, архітэктурны дэкор. |
| Mo | Значна павышаюць устойлівасць да кропкавай і шчыліннай карозіі, выкліканай хларыдамі. Робяць пасівацыйную плёнку больш стабільнай. | Нержавеючая сталь 316 (з утрыманнем 2-3% Mo), якая выкарыстоўваецца ў прыбярэжных будынках, хімічным абсталяванні і кампанентах суднаў. |
| N | Паляпшае стабільнасць аўстэніту (можа часткова замяніць нікель), павялічвае трываласць і павышае ўстойлівасць да кропкавай карозіі. | Звычайна выкарыстоўваецца ў серыі 200 або высокатрывалай аўстэнітнай нержавеючай сталі. |
| C | Павялічце трываласць, але калі яна занадта высокая, гэта прывядзе да выпадзення карбіду хрому, што прывядзе да стварэння «зон бедных хромам» і зніжэння каразійнай устойлівасці. Патрабуецца строгі кантроль. | Нізкавугляродзістыя мадэлі, такія як 304L, выкарыстоўваюцца ў сітуацыях, калі патрабуецца зварка. |
Ці можа нержавеючая сталь іржавець?
Нержавеючая сталь не ніколі не іржавее, хутчэй, яна мае высокую ступень устойлівасці да карозіі. Пры пэўных і жорсткіх умовах яе пасівацыйная плёнка можа знікнуць.
Правільнае выкарыстанне і абслугоўванне
Кропкавая карозія:У асяроддзі, багатым на іоны хлору (напрыклад, у марской вадзе і солях для адтавання галалёду), лакальны плёнкавы пласт праколваецца, утвараючы глыбокія і дробныя каразійныя ямы. Малібдэн з'яўляецца ключавым элементам у супраціўленні кропкавай карозіі.
Шчылінная карозія:Гэта адбываецца ў вузкіх шчылінах, дзе цыркуляцыя кіслароду абмежаваная, напрыклад, у балтавых злучэннях і пад пракладкамі, з-за цяжкасці падтрымання мясцовай пасівацыйнай плёнкі.
Правільнае выкарыстанне і абслугоўванне
Рацыянальны выбар матэрыялу:Выберыце адпаведную марку ў залежнасці ад умоў навакольнага асяроддзя (каразійнасці, тэмпературы і сілавых умоў) (напрыклад, 316 для прыбярэжных раёнаў і 304 для харчовай прамысловасці).
Захоўвайце чысціню:Своечасова выдаляйце паверхневыя плямы, солі і рэшткі хімічных рэчываў, каб захаваць цэласнасць пасівацыйнай плёнкі.
Выснова
Нержавеючая сталь мае адметныя ўласцівасці ў хімічнай рэакцыйнай здольнасці хрому, які ператварае яе ў стабільную, шчыльную і самааднаўляльную пасівацыйную плёнку аксіду хрому. Гэта не статычная ахоўная плёнка, а дынамічная ахоўная сістэма. Гэтая характарыстыка ў спалучэнні з дакладным кантролем шматслаёвага легіравання дазволіла нержавеючай сталі перайсці ад кухні да глыбокага мора, ад медыцынскіх прылад да хмарачосаў і стаць краевугольным матэрыялам сучаснай прамысловай цывілізацыі.
Час публікацыі: 26 снежня 2025 г.
