Существует много типов нержавеющей стали, например ферритная нержавеющая сталь, аустенитная нержавеющая сталь, мартенситная нержавеющая сталь, дуплексная нержавеющая сталь, дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь и т. д., как показано на рисунке ниже.
Причина, по которой нержавеющая сталь может быть неэффективной, заключается главным образом в том, что она содержит не менее 12% хрома (Cr), что видно из рисунка выше. Хром на поверхности реагирует с кислородом воздуха, образуя пассивирующую пленку оксида хрома (Cr₂O₃). Эта пассивационная пленка очень тонкая, но плотная, что позволяет изолировать металл от внешней среды и предотвратить химические реакции, тем самым защищая металл от коррозии.
Даже если поверхность нержавеющей стали механически повреждена или подверглась химической эрозии, пассивационная пленка оксида хрома может самовосстанавливаться-самостоятельно. Пока кислорода достаточно, элемент хрома на поверхности нержавеющей стали может продолжать реагировать с кислородом, восстанавливать поврежденную пассивирующую пленку и восстанавливать свой защитный эффект.
Под защитой пассивационной пленки оксида хрома нержавеющая сталь может противостоять эрозии большинства агрессивных сред, таких как кислоты, щелочи и соли. Однако на практике люди все же иногда наблюдают ржавление нержавеющей стали, как показано на рисунке ниже. Что происходит?
1. Качество нержавеющей стали неудовлетворительное, а состав материала не соответствует требованиям. Например, фактическое содержание хрома составляет менее 12 % или содержание таких элементов, как никель и молибден, недостаточно, что не может оказать хорошего анти-эффекта против ржавчины.
2. Используется в среде, содержащей ионы галогенов (Cl⁻, Br⁻, I⁻ и т. д.), таких как морская вода, соленые брызги, хлорсодержащие моющие средства и т. д. Эти ионы галогенов могут проникать через пассивирующую пленку, образуя крошечные коррозионные ямки и развиваясь в глубину.
3. Нержавеющая сталь подвергается воздействию высокой температуры и возникает межкристаллитная коррозия. Когда нержавеющая сталь нагревается до 427–816 градусов, например, после сварки или термообработки, карбид хрома (Cr₂₃C₆) выпадает в осадок на границе зерна, что приводит к обеднению хрома вблизи границы зерна (содержание Cr<12%), thereby losing the ability to form a passivation film.
4. Коррозия, вызывающая растрескивание под напряжением. Когда нержавеющая сталь подвергается растягивающему напряжению, если существуют факторы, указанные во 2-м и 3-м пунктах выше, напряжение ускорит проникновение коррозионной среды и приведет к распространению трещин вдоль границы зерна или сквозь зерно.
5. Поверхность загрязнена или повреждена. Например, когда инструменты из углеродистой стали соприкасаются с поверхностями из нержавеющей стали, остаточные железные опилки могут вызвать гальваническую коррозию из-за разницы потенциалов между металлами. Царапины, сварочные брызги и т. д. могут повредить пассивирующую пленку, вызывая образование начальных точек коррозии еще до образования пассивационной пленки. Масляные пятна на поверхности нержавеющей стали могут препятствовать образованию пассивирующей пленки. Пыль и загрязнения могут поглощать влагу и коррозийные вещества, тем самым ускоряя местную коррозию.(来源: iMechanics机械)
