Warum korrodiert und rostet rostfreier Stahl? Wenn braune Rostflecken (Punkte) auf der Oberfläche von rostfreiem Stahl erscheinen, sind die Menschen sehr überrascht: Sie denken, dass rostfreier Stahl nicht korrodiert und rostet, und wenn er korrodiert und rostet, ist es kein rostfreier Stahl, und der meiste Stahl hat Probleme. Dies ist jedoch eine einseitige und falsche Sichtweise, der es an Verständnis für nichtrostenden Stahl mangelt. Auch nichtrostender Stahl kann unter bestimmten Bedingungen korrodieren und rosten.
1. Auch nichtrostender Stahl wird unter entsprechenden Bedingungen korrodieren
Die Anwendungsszenarien von rostfreiem Stahl sind sehr komplex, und ein einzelner Chromoxid-Passivierungsfilm kann die Anforderungen an eine hohe Korrosionsbeständigkeit nicht erfüllen. Daher müssen dem Stahl je nach Anwendungsbereich Elemente wie Molybdän (Mo), Kupfer (Cu) und Stickstoff (N) zugesetzt werden, um die Zusammensetzung des Passivierungsfilms zu verbessern und die Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls weiter zu erhöhen. Durch die Zugabe von Mo wird das Korrosionsprodukt MoO2- in die Nähe der Matrix gebracht und fördert die Passivierung der Matrix, wodurch die Korrosion der Matrix verhindert wird; durch die Zugabe von Cu enthält der Passivierungsfilm auf der Oberfläche des rostfreien Stahls CuCl, da es nicht mit korrosiven Substanzen reagiert und die Korrosionsbeständigkeit verbessert; durch die Zugabe von N wird der Passivierungsfilm mit Cr2N angereichert, wodurch die Cr-Konzentration im Passivierungsfilm erhöht und die Korrosionsbeständigkeit des rostfreien Stahls verbessert wird.
Die Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Stahl ist an Bedingungen geknüpft. Eine nichtrostende Stahlsorte ist in einem bestimmten Medium korrosionsbeständig, wird aber in einem anderen Medium beschädigt. Gleichzeitig ist die Korrosionsbeständigkeit von nichtrostendem Stahl auch relativ. Bislang gibt es keinen nichtrostenden Stahl, der in allen Umgebungen nicht korrodiert.
2. Edelstahl ist nicht unmöglich zu korrodieren und Rost
Außerdem bildet sich auf der Oberfläche ein Oxid. Der Grund, warum alle auf dem Markt befindlichen nichtrostenden Stähle rostfrei sind, liegt im Vorhandensein des Elements Cr. Der Hauptgrund (Prinzip) für die Korrosionsbeständigkeit von nichtrostendem Stahl ist das Konzept des Passivierungsfilms. Einfach ausgedrückt ist der Passivierungsfilm ein Film, der hauptsächlich aus Cr2O3 besteht und die Oberfläche des rostfreien Stahls bedeckt. Durch das Auftreten dieser Schicht wird die Korrosion der Edelstahlmatrix in verschiedenen Medien eingeschränkt. Diese Situation wird als Passivierung bezeichnet. Es gibt zwei Situationen, in denen eine solche Passivierungsschicht entstehen kann. Zum einen besitzt der nichtrostende Stahl selbst die Fähigkeit zur Selbstpassivierung. Diese Selbstpassivierungsfähigkeit nimmt mit steigendem Chromgehalt zu, so dass er rostbeständig ist. Die andere, häufigere Produktionsbedingung ist, dass nichtrostender Stahl während des Korrosionsprozesses in verschiedenen wässrigen Lösungen (Elektrolyten) einen Passivierungsfilm bildet, der die Korrosion begrenzt. Wenn die Passivierungsschicht beschädigt wird, kann sofort eine neue Passivierungsschicht erzeugt werden.
Es gibt drei Gründe, warum die Passivierungsschicht aus rostfreiem Stahl korrosionsbeständig ist: Erstens ist die Dicke der Passivierungsschicht sehr dünn, sie kann in einer Umgebung mit einem Chromgehalt von >10 nur wenige Mikrometer betragen.5%; zweitens ist das spezifische Gewicht des Passivierungsfilms größer als das des Substrats; diese beiden Merkmale weisen darauf hin, dass der Passivierungsfilm sowohl dünn als auch dicht ist, so dass es für den Passivierungsfilm schwierig ist, von dem korrosiven Medium durchdrungen zu werden, um das Substrat schnell zu korrodieren; das dritte Merkmal ist, dass die Chromkonzentration des Passivierungsfilms mehr als dreimal so hoch ist wie die des Substrats; daher hat der Passivierungsfilm eine hohe Korrosionsbeständigkeit.
Nichtrostender Stahl besitzt die Fähigkeit, der atmosphärischen Oxidation zu widerstehen, d. h. er ist rostfrei, und er besitzt auch die Fähigkeit, in säure-, laugen- und salzhaltigen Medien nicht zu korrodieren, d. h. er ist korrosionsbeständig. Die Korrosionsbeständigkeit hängt jedoch von der chemischen Zusammensetzung des Stahls selbst, dem Schutzzustand, dem Anwendungsbereich und der Art der Umweltmedien ab. Rohre aus 304er Stahl haben beispielsweise eine relativ gute Korrosionsbeständigkeit in trockener und sauberer Atmosphäre, aber wenn sie in Küstengebiete verlegt werden, rosten sie schnell im salzhaltigen Seenebel, während Rohre aus 316er Stahl gut abschneiden. Daher ist nicht jeder nichtrostende Stahl in allen Umgebungen korrosionsbeständig und rostfrei.