Таємниця нержавіючої сталі
Нержавіюча стальОтримав свою назву від однієї зі своїх найвизначніших властивостей, а саме: він дуже стійкий до корозії, потьмяніння та іржі. Оброблена поверхня металу менш схильна до «плям» або розвитку будь-якої патини за нормальних обставин. Це відрізняється від звичайної сталі, яка як сплав заліза та вуглецю дуже схильна до іржі.
Ключовий елемент: хром
Причина, чому нержавіюча сталь є «стійкою до іржі», полягає в тому, що вона містить достатню кількість хрому (Cr). Міжнародні стандарти визначають, що масова частка хрому повинна бути не менше 10,5%. Сталь може набути стабільної корозійної стійкості лише тоді, коли вміст хрому досягає або перевищує це критичне значення.
Хром реагує з киснем, утворюючи пасиваційну плівку
Коли поверхня сплавів, багатих на хром, піддається впливу кисню, атоми хрому переважно реагують з киснем. Утворюється дуже тонка, щільна та міцно прилягаюча до поверхні плівка оксиду хрому, відома як «пасиваційна плівка». Ця плівка аморфна, безпориста та хімічно дуже стабільна. Вона подібна до невидимої та безперервної стіни, що ефективно блокує контакт між агресивними середовищами, такими як кисень, молекули води та іони хлориду ззовні, та внутрішньою залізною підкладкою.
Самовідновлювальна здатність нержавіючої сталі
Найвидатнішою особливістю пасиваційної плівки є її здатність до динамічного самовідновлення. Якщо локальний шар плівки пошкоджено внаслідок механічних подряпин, зносу або очищення, то за наявності слідової кількості кисню в навколишньому середовищі свіжий хром, що піддався впливу, негайно рекомбінує з киснем, автоматично відновлює пошкоджену ділянку та відновлює захисний шар. Це дозволяє нержавіючій сталі протистояти щоденному зносу та подряпинам.
Синергетичний ефект кількох сплавів
Сучасна нержавіюча сталь, додаючи інші елементи, оптимізувала різні властивості, зберігаючи при цьому стійкість до корозії, утворюючи таким чином різні «сімейства».
| Елемент сплаву | Основна функція | Типові приклади застосування |
| Ni | Стабілізують структуру аустеніту, значно підвищуючи в'язкість, пластичність, зварюваність та корозійну стійкість у відновлювальних кислотах | Нержавіюча сталь 304 (18%Cr-8%Ni), кухонне начиння, архітектурне оздоблення. |
| Mo | Значно підвищують стійкість до точкової та щілинної корозії, спричинених хлоридами. Роблять пасиваційну плівку більш стабільною. | Нержавіюча сталь 316 (що містить 2-3% Mo), що використовується в прибережних будівлях, хімічному обладнанні та компонентах суден. |
| N | Покращує стабільність аустеніту (може частково замінити нікель), збільшує міцність та підвищує стійкість до точкової корозії. | Зазвичай використовується в серії 200 або високоміцній аустенітній нержавіючій сталі. |
| C | Збільште міцність, але якщо вона занадто висока, це призведе до осадження карбіду хрому, що призведе до створення «зон, бідних хромом» та зниження корозійної стійкості. Потрібен суворий контроль. | Низьковуглецеві моделі, такі як 304L, використовуються в ситуаціях, коли потрібне зварювання. |
Чи може нержавіюча сталь іржавіти?
Нержавіюча сталь не ніколи не іржавіє, навпаки, вона має високий ступінь стійкості до корозії. За певних та суворих умов її пасиваційна плівка може зникнути.
Правильне використання та обслуговування
Точкова корозія:У середовищі, багатому на іони хлориду (наприклад, морська вода та солі для протиожеледного захисту), місцевий шар плівки проколюється, утворюючи глибокі та дрібні корозійні ямки. Молібден є ключовим елементом у протистоянні точковій корозії.
Щілинна корозія:Це відбувається у вузьких щілинах, де циркуляція кисню обмежена, наприклад, у болтових з'єднаннях та під прокладками, через труднощі з підтримкою локальної пасиваційної плівки.
Правильне використання та обслуговування
Раціональний вибір матеріалу:Виберіть відповідний клас сталі залежно від навколишнього середовища (корозійність, температура та умови дії сили) (наприклад, 316 для прибережних районів та 304 для харчової промисловості).
Тримайте чистоту:Своєчасно видаляйте поверхневі плями, солі та залишки хімічних речовин, щоб зберегти цілісність пасиваційної плівки.
Висновок
Нержавіюча сталь має хімічну реакційну здатність хрому, який перетворює її на стабільну, щільну та самовідновлювальну пасиваційну плівку оксиду хрому. Це не статична захисна плівка, а динамічна захисна система. Ця характеристика, у поєднанні з точним контролем багатошарового легування, дозволила нержавіючій сталі перейти від кухні до морських глибин, від медичних приладів до хмарочосів, і стати наріжним матеріалом сучасної промислової цивілізації.
Час публікації: 26 грудня 2025 р.
