Kodėl nerūdijantis plienas koroduoja ir rūdija? Kai nerūdijančio plieno paviršiuje atsiranda rudų rūdžių dėmių (taškelių), žmonės labai nustemba: jie mano, kad nerūdijantis plienas nekoroduoja ir nerūdija, o jei koroduoja ir rūdija, tai nėra nerūdijantis plienas, ir dauguma plieno turi problemų. Iš tikrųjų tai yra vienpusiškas ir neteisingas požiūris, kuriam trūksta supratimo apie nerūdijantį plieną. Nerūdijantis plienas taip pat koroduoja ir rūdija esant tam tikroms sąlygoms.
1. Nerūdijantis plienas taip pat koroduoja atitinkamomis sąlygomis
Nerūdijančiojo plieno taikymo scenarijai yra labai sudėtingi, o viena chromo oksido pasyvavimo plėvelė negali patenkinti didelio atsparumo korozijai poreikių. Todėl, atsižvelgiant į taikymo srities skirtumus, į plieną reikia pridėti tokių elementų kaip molibdenas (Mo), varis (Cu) ir azotas (N), kad būtų pagerinta pasyvacinės plėvelės sudėtis ir dar labiau padidintas nerūdijančiojo plieno atsparumas korozijai. Pridedant Mo, atsižvelgiant į tai, kad korozijos produktas MoO2- yra arti matricos ir smarkiai skatina matricos pasivaciją, užkertant kelią matricos korozijai; pridedant Cu, nerūdijančiojo plieno paviršiuje esančioje pasyvacinėje plėvelėje atsiranda CuCl, nes jis nereaguoja su korozinėmis medžiagomis ir pagerina atsparumą korozijai; pridedant N, atsižvelgiant į tai, kad pasyvacinė plėvelė praturtinama Cr2N, padidėja Cr koncentracija pasyvacinėje plėvelėje, todėl pagerėja nerūdijančiojo plieno atsparumas korozijai.
Nerūdijančiojo plieno atsparumas korozijai yra sąlyginis. Tam tikros rūšies nerūdijantis plienas yra atsparus korozijai tam tikroje terpėje, tačiau kitoje terpėje jis bus pažeistas. Kartu nerūdijančiojo plieno atsparumas korozijai taip pat yra santykinis. Kol kas nėra nerūdijančiojo plieno, kuris niekada nekoroduotų visose aplinkose.
2. Nerūdijantis plienas negali koroduoti ir rūdijuoti
Taip pat ant paviršiaus susidaro oksidas. Visos rinkoje esančios nerūdijančiojo plieno medžiagos yra nerūdijančios todėl, kad jose yra Cr elemento. Pagrindinė nerūdijančiojo plieno atsparumo korozijai priežastis (principas) yra pasyvacijos plėvelės sąvoka. Paprasčiau tariant, pasyvacijos plėvelė yra plėvelė, daugiausia sudaryta iš Cr2O3, dengianti nerūdijančio plieno medžiagos paviršių. Dėl šios plėvelės atsiradimo nerūdijančio plieno matricos korozija įvairiose terpėse yra ribojama. Tokia situacija vadinama pasyvacija. Yra dvi tokios pasyvacinės plėvelės susidarymo situacijos. Viena iš jų yra ta, kad pats nerūdijantis plienas turi savęs pasyvavimo gebėjimą. Šis savęs pasyvacijos gebėjimas spartėja didėjant chromo kiekiui, todėl nerūdijantis plienas yra atsparus rūdims; kita dažniau pasitaikanti gamybos sąlyga yra ta, kad nerūdijantis plienas pasyvacijos plėvelę gamina koroduodamas įvairiuose vandeniniuose tirpaluose (elektrolituose) ir taip riboja koroziją. Pažeidus pasyvacijos plėvelę, iš karto galima sukurti naują pasyvacijos plėvelę.
Yra trys priežastys, kodėl nerūdijančiojo plieno pasyvacijos plėvelė gali būti atspari korozijai: pirma, pasyvacijos plėvelės storis yra labai plonas - aplinkoje, kurioje chromo kiekis yra >10, jis gali būti tik keli mikronai.5%; antra, pasyvacinės plėvelės savitasis svoris yra didesnis už pagrindo savitąjį svorį; šios dvi savybės rodo, kad pasyvacinė plėvelė yra ir plona, ir tanki, todėl pasyvacinei plėvelei sunku prasiskverbti į korozinę terpę ir greitai suardyti pagrindą; trečia savybė - chromo koncentracija pasyvacinėje plėvelėje yra daugiau kaip tris kartus didesnė nei pagrindo; todėl pasyvacinė plėvelė pasižymi dideliu atsparumu korozijai.
Nerūdijantis plienas yra atsparus atmosferos oksidacijai, t. y. nerūdijantis, taip pat nerūdija terpėse, kuriose yra rūgščių, šarmų ir druskų, t. y. atsparus korozijai. Tačiau jo atsparumas korozijai priklauso nuo paties plieno cheminės sudėties, apsaugos būsenos, taikymo srities ir aplinkos terpės tipo. Pavyzdžiui, 304 plieniniai vamzdžiai yra palyginti gerai atsparūs korozijai sausoje ir švarioje aplinkoje, tačiau, juos perkėlus į pakrančių zonas, jūros rūke, kuriame yra daugiau druskų, jie greitai surūdija; tuo tarpu 316 plieniniai vamzdžiai pasižymi geromis savybėmis. Todėl ne visas nerūdijantis plienas yra atsparus korozijai ir nerūdija visose aplinkose.