Hvorfor korroderer og ruster rustfrit stål? Når der kommer brune rustpletter (prikker) på overfladen af rustfrit stål, bliver folk meget overraskede: De tror, at rustfrit stål ikke korroderer og ruster, og hvis det korroderer og ruster, er det ikke rustfrit stål, og det meste af stålet har problemer. Det er faktisk en ensidig og forkert opfattelse, som mangler forståelse for rustfrit stål. Rustfrit stål vil også korrodere og ruste under visse forhold.
1. Rustfrit stål vil også blive korroderet under tilsvarende forhold
Anvendelsesscenarierne for rustfrit stål er meget komplekse, og en enkelt kromoxid-passiveringsfilm kan ikke opfylde behovene for høj korrosionsbestandighed. I henhold til forskellene i anvendelsesområdet skal der derfor tilsættes elementer som molybdæn (Mo), kobber (Cu) og nitrogen (N) til stålet for at forbedre sammensætningen af passiveringsfilmen og yderligere forbedre korrosionsbestandigheden af rustfrit stål. Tilsætning af Mo, i betragtning af at korrosionsproduktet MoO2- er tæt på matrixen og voldsomt fremmer passiveringen af matrixen og forhindrer korrosion af matrixen; tilsætning af Cu får passiveringsfilmen på overfladen af rustfrit stål til at indeholde CuCl, fordi det ikke reagerer med ætsende stoffer og forbedrer korrosionsbestandigheden; tilsætning af N, i betragtning af at passiveringsfilmen er beriget med Cr2N, øges Cr-koncentrationen i passiveringsfilmen, så korrosionsbestandigheden af rustfrit stål forbedres.
Rustfrit ståls korrosionsbestandighed er betinget. En kvalitet af rustfrit stål er korrosionsbestandig i et bestemt medium, men vil blive beskadiget i et andet medium. Samtidig er rustfrit ståls korrosionsbestandighed også relativ. Indtil videre findes der ikke noget rustfrit stål, der aldrig korroderer i alle miljøer.
2. Rustfrit stål er ikke umuligt at korrodere og ruste
Det vil også producere et oxid på overfladen. Grunden til, at alle rustfrie stålmaterialer på markedet er rustfrie, er tilstedeværelsen af Cr-elementet. Hovedårsagen (princippet) til rustfrit ståls korrosionsbestandighed er begrebet passiveringsfilm. Kort sagt er passiveringsfilmen en film, der hovedsageligt består af Cr2O3, og som dækker overfladen af det rustfri stål. På grund af denne film er korrosionen af den rustfri stålmatrix i forskellige medier begrænset. Denne situation kaldes passivering. Der er to situationer, hvor denne type passiveringsfilm opstår. Den ene er, at det rustfrie stål i sig selv har en selvpassiverende evne. Denne selvpassiveringsevne accelererer med stigningen i kromindholdet, så det har rustbestandighed; den anden mere almindelige produktionsbetingelse er, at rustfrit stål producerer en passiveringsfilm i processen med at blive korroderet i forskellige vandige opløsninger (elektrolytter) og derved begrænser korrosionen. Når passiveringsfilmen bliver beskadiget, kan der straks produceres en ny passiveringsfilm.
Der er tre grunde til, at passiveringsfilmen i rustfrit stål har evnen til at modstå korrosion: For det første er passiveringsfilmens tykkelse meget tynd, hvilket kun kan være et par mikrometer i et miljø med et kromindhold på >10.5%; for det andet er passiveringsfilmens vægtfylde større end substratets; disse to egenskaber indikerer, at passiveringsfilmen er både tynd og tæt, så det er vanskeligt for passiveringsfilmen at blive gennemtrængt af det ætsende medium for hurtigt at korrodere substratet; den tredje egenskab er, at kromkoncentrationen i passiveringsfilmen er mere end tre gange højere end substratets; så passiveringsfilmen har en høj korrosionsbestandighed.
Rustfrit stål har evnen til at modstå atmosfærisk oxidering, det vil sige rustfrihed, og har også evnen til ikke at korrodere i medier, der indeholder syrer, baser og salte, det vil sige korrosionsbestandighed. Korrosionsbestandigheden varierer dog med den kemiske sammensætning af selve stålet, beskyttelsestilstanden, anvendelsesområdet og typen af miljømedier. For eksempel har 304-stålrør relativt god korrosionsbestandighed i tørre og rene atmosfærer, men når de flyttes til kystområder, ruster de hurtigt i havtåge, der indeholder mere salt; mens 316-stålrør klarer sig godt. Derfor er det ikke alt rustfrit stål, der er korrosionsbestandigt og rustfrit i alle miljøer.