Γιατί ο ανοξείδωτος χάλυβας διαβρώνεται και σκουριάζει; Όταν στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα εμφανίζονται καφέ κηλίδες σκουριάς (κουκκίδες), οι άνθρωποι εκπλήσσονται πολύ: νομίζουν ότι ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν διαβρώνεται και δεν σκουριάζει, και αν διαβρώνεται και σκουριάζει, δεν είναι ανοξείδωτος χάλυβας, και το μεγαλύτερο μέρος του χάλυβα έχει προβλήματα. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι μια μονόπλευρη και λανθασμένη άποψη που στερείται κατανόησης του ανοξείδωτου χάλυβα. Ο ανοξείδωτος χάλυβας διαβρώνεται και σκουριάζει επίσης υπό ορισμένες συνθήκες.
1. Ο ανοξείδωτος χάλυβας θα διαβρωθεί επίσης υπό αντίστοιχες συνθήκες
Τα σενάρια εφαρμογής του ανοξείδωτου χάλυβα είναι πολύ σύνθετα και ένα απλό φιλμ παθητικοποίησης οξειδίου του χρωμίου δεν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες υψηλής αντοχής στη διάβρωση. Επομένως, ανάλογα με τις διαφορές στο πεδίο εφαρμογής, πρέπει να προστεθούν στο χάλυβα στοιχεία όπως το μολυβδαίνιο (Mo), ο χαλκός (Cu) και το άζωτο (N) για να βελτιωθεί η σύνθεση του φιλμ παθητικοποίησης και να βελτιωθεί περαιτέρω η αντοχή του ανοξείδωτου χάλυβα στη διάβρωση. Η προσθήκη Μο, λαμβάνοντας υπόψη ότι το προϊόν διάβρωσης MoO2- βρίσκεται κοντά στη μήτρα και προωθεί βίαια την παθητικοποίηση της μήτρας, αποτρέποντας τη διάβρωση της μήτρας- η προσθήκη Cu κάνει το φιλμ παθητικοποίησης στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα να περιέχει CuCl, επειδή δεν αντιδρά με διαβρωτικές ουσίες και βελτιώνει την αντοχή στη διάβρωση- η προσθήκη Ν, λαμβάνοντας υπόψη ότι το φιλμ παθητικοποίησης είναι εμπλουτισμένο με Cr2N, η συγκέντρωση Cr στο φιλμ παθητικοποίησης αυξάνεται, οπότε βελτιώνεται η αντοχή του ανοξείδωτου χάλυβα στη διάβρωση.
Η αντοχή του ανοξείδωτου χάλυβα στη διάβρωση εξαρτάται από όρους. Ένας βαθμός ανοξείδωτου χάλυβα είναι ανθεκτικός στη διάβρωση σε ένα συγκεκριμένο μέσο, αλλά θα υποστεί βλάβη σε ένα άλλο μέσο. Ταυτόχρονα, η αντοχή του ανοξείδωτου χάλυβα στη διάβρωση είναι επίσης σχετική. Μέχρι στιγμής, δεν υπάρχει ανοξείδωτος χάλυβας που να μην διαβρώνεται ποτέ σε όλα τα περιβάλλοντα.
2. Ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι αδύνατο να διαβρωθεί και να σκουριάσει
Θα παράγει επίσης ένα οξείδιο στην επιφάνεια. Ο λόγος για τον οποίο όλα τα υλικά από ανοξείδωτο χάλυβα που κυκλοφορούν στην αγορά είναι ανοξείδωτα οφείλεται στην παρουσία του στοιχείου Cr. Ο κύριος λόγος (αρχή) για την αντοχή του ανοξείδωτου χάλυβα στη διάβρωση είναι η έννοια του φιλμ παθητικοποίησης. Με απλά λόγια, το φιλμ παθητικοποίησης είναι ένα φιλμ που αποτελείται κυρίως από Cr2O3 και καλύπτει την επιφάνεια του υλικού από ανοξείδωτο χάλυβα. Λόγω της εμφάνισης αυτού του φιλμ, η διάβρωση της μήτρας ανοξείδωτου χάλυβα σε διάφορα μέσα περιορίζεται. Η κατάσταση αυτή ονομάζεται παθητικοποίηση. Υπάρχουν δύο καταστάσεις για την παραγωγή αυτού του τύπου φιλμ παθητικοποίησης. Η μία είναι ότι ο ίδιος ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει την ικανότητα αυτοπαθητικοποίησης. Αυτή η ικανότητα αυτοπαθητικοποίησης επιταχύνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε χρώμιο, οπότε έχει αντοχή στη σκουριά- η άλλη πιο συνηθισμένη κατάσταση παραγωγής είναι ότι ο ανοξείδωτος χάλυβας παράγει ένα φιλμ παθητικοποίησης κατά τη διαδικασία διάβρωσης σε διάφορα υδατικά διαλύματα (ηλεκτρολύτες), περιορίζοντας έτσι τη διάβρωση. Όταν η μεμβράνη παθητικοποίησης καταστραφεί, μπορεί να παραχθεί αμέσως νέα μεμβράνη παθητικοποίησης.
Υπάρχουν τρεις λόγοι για τους οποίους το φιλμ παθητικοποίησης από ανοξείδωτο χάλυβα έχει την ικανότητα να αντιστέκεται στη διάβρωση: πρώτον, το πάχος του φιλμ παθητικοποίησης είναι πολύ λεπτό, το οποίο μπορεί να είναι μόνο μερικά μικρόμετρα σε ένα περιβάλλον με περιεκτικότητα σε χρώμιο >10.5%- δεύτερον, το ειδικό βάρος του φιλμ παθητικοποίησης είναι μεγαλύτερο από αυτό του υποστρώματος- αυτά τα δύο χαρακτηριστικά υποδεικνύουν ότι το φιλμ παθητικοποίησης είναι τόσο λεπτό όσο και πυκνό, οπότε είναι δύσκολο για το φιλμ παθητικοποίησης να διεισδύσει το διαβρωτικό μέσο για να διαβρώσει γρήγορα το υπόστρωμα- το τρίτο χαρακτηριστικό είναι ότι η συγκέντρωση χρωμίου του φιλμ παθητικοποίησης είναι περισσότερο από τρεις φορές υψηλότερη από αυτή του υποστρώματος- οπότε το φιλμ παθητικοποίησης έχει υψηλή αντοχή στη διάβρωση.
Ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει την ικανότητα να αντιστέκεται στην ατμοσφαιρική οξείδωση, δηλαδή να μην είναι ανοξείδωτος, και έχει επίσης την ικανότητα να μην διαβρώνεται σε μέσα που περιέχουν οξέα, αλκάλια και άλατα, δηλαδή την αντοχή στη διάβρωση. Ωστόσο, η αντοχή του στη διάβρωση ποικίλλει ανάλογα με τη χημική σύνθεση του ίδιου του χάλυβα, την κατάσταση προστασίας, το πεδίο εφαρμογής και το είδος των περιβαλλοντικών μέσων. Για παράδειγμα, οι χαλυβδοσωλήνες 304 έχουν σχετικά καλή αντοχή στη διάβρωση σε ξηρή και καθαρή ατμόσφαιρα, αλλά όταν μεταφέρονται σε παράκτιες περιοχές, σκουριάζουν γρήγορα στη θαλάσσια ομίχλη που περιέχει περισσότερο αλάτι, ενώ οι χαλυβδοσωλήνες 316 έχουν καλή απόδοση. Επομένως, δεν είναι όλοι οι ανοξείδωτοι χάλυβες ανθεκτικοί στη διάβρωση και χωρίς σκουριά σε όλα τα περιβάλλοντα.