Misteri Keluli Tahan Karat
Keluli tahan karatmendapat namanya daripada salah satu sifatnya yang paling ketara, iaitu ia sangat tahan terhadap kakisan, kekotoran, dan karat. Permukaan logam yang telah siap kurang berkemungkinan untuk "bernoda" atau membentuk sebarang jenis patina dalam keadaan biasa. Ini berbeza dengan keluli biasa, yang sebagai aloi besi dan karbon sangat mudah terdedah kepada karat khususnya.
Unsur utama: Kromium
Sebab mengapa keluli tahan karat "kalis karat" adalah kerana ia mengandungi jumlah kromium (Cr) yang mencukupi. Piawaian antarabangsa menetapkan bahawa pecahan jisim kromium mestilah tidak kurang daripada 10.5%. Keluli boleh memperoleh rintangan kakisan yang stabil hanya apabila kandungan kromium mencapai atau melebihi nilai kritikal ini.
Kromium bertindak balas dengan oksigen untuk membentuk filem pasifasi
Apabila permukaan aloi kaya kromium terdedah kepada oksigen, atom kromium akan bertindak balas dengan oksigen secara pilihan. Filem kromium oksida yang sangat nipis, padat dan melekat kuat pada permukaan terbentuk, yang dikenali sebagai "filem pasifasi". Filem ini amorfus, bebas liang dan sangat stabil secara kimia. Ia seperti dinding yang tidak kelihatan dan berterusan, berkesan menyekat sentuhan antara media menghakis seperti oksigen, molekul air dan ion klorida dari luar dan substrat besi dalaman.
Keupayaan keluli tahan karat membaiki sendiri
Ciri paling menonjol filem pasifasi ialah sifat penyembuhan diri yang dinamik. Jika lapisan filem setempat rosak akibat calar mekanikal, haus atau pembersihan, selagi terdapat sedikit oksigen dalam persekitaran, kromium segar yang terdedah akan segera bergabung semula dengan oksigen, membaiki kawasan yang rosak secara automatik dan membina semula lapisan pelindung. Ini membolehkan keluli tahan karat menahan haus dan calar harian.
Kesan sinergi pelbagai aloi
Keluli tahan karat moden, dengan menambah unsur-unsur lain, telah mengoptimumkan pelbagai sifat sambil mengekalkan rintangan kakisan, sekali gus membentuk "keluarga" yang berbeza.
| Unsur Aloi | Fungsi Utama | Contoh Aplikasi Lazim |
| Ni | Menstabilkan struktur austenit, meningkatkan ketahanan, kemuluran, kebolehkimpalan dan rintangan kakisan dengan ketara dalam mengurangkan asid | Keluli tahan karat 304 (18%Cr-8%Ni), peralatan dapur, hiasan seni bina. |
| Mo | Meningkatkan ketahanan terhadap kakisan lubang dan celah yang disebabkan oleh klorida dengan ketara. Menjadikan filem pempasifan lebih stabil. | Keluli tahan karat 316 (mengandungi 2-3%Mo), digunakan dalam bangunan pesisir pantai, peralatan kimia dan komponen kapal. |
| N | Meningkatkan kestabilan austenit (boleh menggantikan sebahagian nikel), meningkatkan kekuatan, dan meningkatkan rintangan terhadap kakisan bopeng. | Ia biasanya digunakan dalam siri 200 atau keluli tahan karat austenit berkekuatan tinggi. |
| C | Tingkatkan kekuatan, tetapi jika terlalu tinggi, ia akan menyebabkan kromium karbida mendak, mewujudkan "zon miskin kromium" dan mengurangkan rintangan kakisan. Kawalan ketat diperlukan. | Model rendah karbon seperti 304L digunakan dalam situasi di mana kimpalan diperlukan. |
Bolehkah keluli tahan karat berkarat?
Keluli tahan karat tidak pernah berkarat; sebaliknya, ia mempunyai tahap rintangan kakisan yang tinggi. Di bawah keadaan tertentu dan keras, filem pempasifannya mungkin hilang.
Penggunaan dan penyelenggaraan yang betul
Kakisan lubang:Dalam persekitaran yang kaya dengan ion klorida (seperti air laut dan garam penyah-ais), lapisan filem tempatan akan tebuk, membentuk lubang kakisan yang dalam dan kecil. Molibdenum merupakan unsur utama dalam menahan kakisan lubang.
Kakisan rekahan:Ia berlaku dalam celah sempit di mana peredaran oksigen terhad, seperti pada sambungan bolt dan di bawah gasket, disebabkan oleh kesukaran dalam mengekalkan filem pasivasi tempatan.
Penggunaan dan penyelenggaraan yang betul
Pemilihan bahan yang rasional:Pilih gred yang sesuai berdasarkan persekitaran (kekaratan, suhu dan keadaan daya) (contohnya, 316 untuk kawasan pesisir pantai dan 304 untuk industri makanan).
Kekal bersih:Tanggalkan kotoran permukaan, garam dan sisa kimia tepat pada masanya untuk mengekalkan integriti filem pempasifan.
Kesimpulan
Sifat keluli tahan karat yang tahan karat terletak pada kereaktifan kimia kromium, yang mengubahnya menjadi filem pasivasi kromium oksida yang stabil, padat dan penyembuhan diri. Ia bukanlah filem pelindung statik, tetapi sistem pertahanan yang dinamik. Ciri ini, digabungkan dengan kawalan pengaloian berbilang yang tepat, telah membolehkan keluli tahan karat bergerak dari dapur ke laut dalam, dari peranti perubatan ke bangunan pencakar langit, dan menjadi bahan asas tamadun perindustrian moden.
Masa siaran: 26 Dis-2025
