Zakaj nerjavečega jekla ni enostavno korodirati?

1. Nerjavno jeklo ne rjavi, prav tako ustvarja oksid na površini.

Nerjaveči mehanizem vseh nerjavnih jekel, ki so trenutno na trgu, je posledica prisotnosti Cr.Temeljni razlog za odpornost nerjavnega jekla proti koroziji je teorija pasivnega filma.Tako imenovani pasivacijski film je tanek film, sestavljen predvsem iz Cr2O3 na površini nerjavečega jekla.Zaradi obstoja tega filma je korozija substrata iz nerjavečega jekla v različnih medijih ovirana, ta pojav pa imenujemo pasivizacija.

Obstajata dve situaciji za nastanek te vrste pasivacijskega filma.Ena je, da ima nerjavno jeklo samo sposobnost samopasivacije.Ta sposobnost samopasivacije se poveča s povečanjem vsebnosti kroma, zato je odporen proti rji;drugi obsežnejši pogoj za nastanek je, da nerjavno jeklo v procesu korodiranja v različnih vodnih raztopinah (elektroliti) tvori pasivni film, da prepreči korozijo.Ko se pasivacijski film poškoduje, se lahko takoj oblikuje nov pasivacijski film.

Pasivacijski film iz nerjavečega jekla ima sposobnost odpornosti proti koroziji, obstajajo tri značilnosti: prvič, debelina pasivacijskega filma je izjemno tanka, na splošno le nekaj mikronov pod pogojem vsebnosti kroma> 10,5%;druga je specifična teža pasivacijske folije. Večja je od specifične teže substrata;ti dve značilnosti kažeta, da je pasivni film tanek in gost, zato korozivni medij težko prodre v pasivni film, da hitro razjeda podlago;tretja značilnost je razmerje koncentracije kroma v pasivnem filmu Substrat je več kot trikrat višji;zato ima pasivacijski film visoko odpornost proti koroziji.

2. Pod določenimi pogoji bo korodirano tudi nerjavno jeklo.

Okolje uporabe nerjavečega jekla je izjemno zapleteno in pasivna folija iz čistega kromovega oksida ne more izpolniti zahtev glede visoke odpornosti proti koroziji.Zato je treba jeklu dodati elemente, kot so molibden (Mo), baker (Cu), dušik (N) itd., glede na različne pogoje uporabe, da izboljšamo sestavo pasivacijskega filma in dodatno izboljšamo korozijsko odpornost nerjaveče jeklo.Dodajanje Mo, ker je produkt korozije MoO2- blizu substrata, močno spodbuja kolektivno pasivacijo in preprečuje korozijo substrata;dodatek Cu povzroči, da pasivni film na površini nerjavečega jekla vsebuje CuCl, ki je izboljšan, ker ne deluje z jedkim medijem.odpornost proti koroziji;dodajanje N, ker je pasivacijski film obogaten s Cr2N, se koncentracija Cr v pasivacijskem filmu poveča, s čimer se izboljša korozijska odpornost nerjavnega jekla.

Odpornost nerjavnega jekla proti koroziji je pogojna.Blagovna znamka nerjavečega jekla je v določenem mediju odporna proti koroziji, v drugem pa se lahko poškoduje.Hkrati je tudi korozijska odpornost nerjavnega jekla relativna.Zaenkrat ni nerjavečega jekla, ki bi bilo absolutno nekorozivno v vseh okoljih.

3. Fenomen preobčutljivosti.

Nerjaveče jeklo vsebuje Cr in na površini tvori film kromovega oksida, ki izgubi kemično aktivnost in se imenuje pasivirano stanje.Če pa gre avstenitni sistem skozi temperaturno območje 475 ~ 850 ℃, se bo C združil s Cr, da bi tvoril kromov karbid (Cr23C6) in se oboril v kristalu.Zato se vsebnost Cr v bližini meje zrn močno zmanjša in postane regija, revna s Cr.V tem času se bo njegova odpornost proti koroziji zmanjšala in je še posebej občutljiv na korozivna okolja, zato se imenuje preobčutljivost.Preobčutljivost najverjetneje povzroči korozijo v okolju uporabe oksidativne kisline.Poleg tega obstajajo območja toplotnega vpliva varjenja in območja vročega upogibanja.

4. V kakšnih okoliščinah bo torej nerjavno jeklo korodiralo?

Pravzaprav nerjaveče jeklo ni nujno brez rje, vendar je njegova stopnja korozije veliko nižja kot pri drugih jeklih v istem okolju in včasih jo je mogoče prezreti.


Čas objave: Mar-01-2021