Stal nierdzewna ma ogólnie doskonałą odporność na korozję, ale nie jest „odporna na korozję”. Jego odporność na korozję zależy od różnych czynników, których rdzeń leży w zasadzie „beztroskiej”.
Mówiąc najprościej, odporność na korozję stali nierdzewnej pochodzi przede wszystkim z wyjątkowo cienkiej, silnej i gęstej folii tlenku chromu (folia pasywacyjna) na jego powierzchni. Film ten izoluje żelazo w środku z zewnętrznych mediów korozyjnych, zapobiegając w ten sposób rdzy.
Wyjaśnię to szczegółowo z kilku poniższych aspektów:
I. Kluczowe czynniki odporności na korozję stali nierdzewnej
1. Treść chrom (CR): To najważniejszy element. Stal ma właściwości „rdzeniowe” tylko wtedy, gdy zawartość chromu osiągnie 10,5% lub więcej. Chrom reaguje z tlenem atmosferycznym, tworząc kluczową folię tlenku cr₂o₃. Wyższa zawartość chromu zasadniczo wskazuje na lepszą odporność na korozję. Wspólna stal nierdzewna 304 zawiera około 18% chromu.
2. Elementy stopowe:
Nickel (Ni): Jego podstawową funkcją jest ustabilizowanie struktury austenitycznej (304 i 316 to zarówno austenityczne stali nierdzewne), poprawiając wytrzymałość, ciągliwość i spawalność oraz zapewnienie lepszej odporności na korozję niektórym kwasom.
Molybdenum (MO): Znacząco poprawia odporność na chlorki (takie jak słona woda) i korozję wżery. Na przykład 316 stali nierdzewnej zawiera 2% więcej MO niż 304, co powoduje znacznie lepszą odporność na korozję, szczególnie w środowiskach morskich i chemicznych.
Carbon (c): Im niższa zawartość, tym lepiej (np. 304L vs. 304). Węgiel łączy się z chromem z tworzeniem węglików chromowych, które zużywają pobliski chrom, zmniejszając zawartość chromu w tym obszarze i zmniejszając odporność na korozję (znaną jako „korozja międzykrystaliczna”).
3. Stan powierzchni: Gładkie, czyste powierzchnie bardziej sprzyjają tworzeniu się i utrzymaniu folii pasywnej. Szorstkie, porysowane powierzchnie częściej zawierają brud i korozję.
4. Media środowiskowe: Opór korozji stali nierdzewnej jest wysoce zależny od jej środowiska.
Ii. Wspólne formy korozji stali nierdzewnej
Nawet najlepsza stal nierdzewna może korodować pod pewnymi warunkami:
1. Korozja Jednolita: Korozja zachodzi stosunkowo równomiernie nad dużą powierzchnią. Zazwyczaj dzieje się to w silnym środowisku kwasowym lub alkalicznym. Można tego uniknąć, wybierając odpowiednią ocenę (na przykład bardziej odporną na kwas stal nierdzewną 316).
2. Korozja wżery: występuje w środowiskach zawierających jony chlorkowe (CL⁻), takie jak wodę morską, spray solny i pot. Korozja koncentruje się w jednym punkcie i postępuje głęboko, powodując znaczne uszkodzenie. Stale nierdzewne zawierające Molybdenum (takie jak 316 stali nierdzewnej) są bardziej odporne na korozję wżery.
3. Korozja szczelinowa: Dzieje się to w szczelinach lub pod pokryciem, gdzie niewystarczające zaopatrzenie tlenu uszkadza folię pasywną. Jest to powszechnie widoczne na połączeniach kołnierzy, szczelinek śrubowych i uszczebności. 316 Stal nierdzewna jest również bardziej odporna na korozję szczeliny niż 304 stali nierdzewnej.
4. Korozja międzygranowa: niewłaściwe obróbka cieplna lub spawanie może powodować opady węglika chromu na granicach ziarna, co powoduje zubożenie chromu w pobliżu granic ziaren i zwiększanie korozji wzdłuż tych granic. Można tego uniknąć, stosując stopnie niskoemisyjne (takie jak 304L i 316L).
5. Pękanie korozji naprężeń (SCC): Kruche pękanie spowodowane połączonymi działaniami naprężenia rozciągania i specyficznymi pożywkami korozyjnymi (głównie jonów chlorkowych dla austenitycznej stali nierdzewnej). Dupleks ze stali nierdzewnej ma doskonałą odporność SCC.
Iii. Zalecenia dotyczące codziennego użytku
Meble i wyposażenie naczynia kuchenne i domowe: 304 Stal nierdzewna jest w pełni zdolna do wytrzymania wody, powietrza, oleju kuchennego i słabo kwaśnych pokarmów (takich jak ocet i kwasy owocowe).
Obszary przybrzeżne: stal nierdzewna 316 powinna być preferowana do dekoracji zewnętrznej, poręczy i innych zastosowań w celu oporu korozji ze słonego, wilgotnego powietrza.
Zastosowania przemysłowe: Wybór musi opierać się na określonych pożywkach chemicznych, stężeniu i temperaturze.
Konserwacja: Utrzymuj powierzchnię w czystości i unikaj długoterminowego zanieczyszczenia (takiego jak olej i kurz). Niewielką rdzę można przywrócić za pomocą dedykowanego środka do czyszczenia ze stali nierdzewnej lub pasty do zębów.
Streszczenie
Stal nierdzewna ma ogólnie doskonałą oporność na korozję, ale wydajność różni się w zależności od rodzaju i środowiska. Wybór odpowiedniego stopnia ze stali nierdzewnej ma kluczowe znaczenie dla określonych zastosowań.
W przypadku większości codziennych zastosowań 304 stal nierdzewna jest najbardziej opłacalnym wyborem.
W przypadku bardziej wymagających środowisk, zwłaszcza tych obejmujących chlorki (wodę morską, sól, pot) lub środowiska chemiczne, 316 stali nierdzewnej jest bardziej niezawodnym wyborem.