ทำไมสแตนเลสจึงไม่สึกกร่อนง่าย?

1. สแตนเลสไม่เป็นสนิม แต่ยังสร้างออกไซด์บนพื้นผิวอีกด้วย

กลไกปลอดสนิมของสเตนเลสทั้งหมดที่มีอยู่ในตลาดปัจจุบันเกิดจากการมี Cr เหตุผลพื้นฐานในการต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมคือทฤษฎีฟิล์มแบบพาสซีฟ ฟิล์มทู่ที่เรียกว่าเป็นฟิล์มบางที่ประกอบด้วย Cr2O3 เป็นหลักบนพื้นผิวสแตนเลส เนื่องจากการมีอยู่ของฟิล์มนี้ การกัดกร่อนของพื้นผิวสเตนเลสสตีลในสื่อต่างๆ จึงถูกขัดขวาง และปรากฏการณ์นี้เรียกว่าฟิล์มทู่

มีสองสถานการณ์สำหรับการก่อตัวของฟิล์มทู่ชนิดนี้ ประการหนึ่งคือตัวสแตนเลสเองมีความสามารถในการสร้างฟิล์มในตัวเอง ความสามารถในการสร้างฟิล์มในตัวเองนี้จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณโครเมียมที่เพิ่มขึ้น จึงมีความทนทานต่อสนิม สภาวะการก่อตัวที่ครอบคลุมมากขึ้นอีกประการหนึ่งคือ สเตนเลสจะก่อตัวเป็นฟิล์มเฉื่อยในกระบวนการกัดกร่อนในสารละลายน้ำต่างๆ (อิเล็กโทรไลต์) เพื่อขัดขวางการกัดกร่อน เมื่อฟิล์มฟิล์มเสียหายสามารถสร้างฟิล์มฟิล์มใหม่ได้ทันที

ฟิล์มทู่สแตนเลสมีความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อน มีลักษณะสามประการ: ประการแรก ความหนาของฟิล์มทู่มีความบางมาก โดยทั่วไปเพียงไม่กี่ไมครอนภายใต้เงื่อนไขของปริมาณโครเมียม> 10.5%; ประการที่สองคือความถ่วงจำเพาะของฟิล์มทู่ซึ่งมากกว่าความถ่วงจำเพาะของพื้นผิว ลักษณะทั้งสองนี้บ่งชี้ว่าฟิล์มทู่มีความบางและหนาแน่น ดังนั้นฟิล์มทู่จึงถูกทะลุผ่านตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ยากเพื่อกัดกร่อนพื้นผิวอย่างรวดเร็ว คุณสมบัติที่สามคืออัตราส่วนความเข้มข้นของโครเมียมของฟิล์มทู่ สารตั้งต้นสูงกว่าสามเท่า ดังนั้นฟิล์มทู่จึงมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง

2. สแตนเลสยังถูกสึกกร่อนภายใต้เงื่อนไขบางประการ

สภาพแวดล้อมการใช้งานของสแตนเลสมีความซับซ้อนมากและฟิล์มทู่โครเมียมออกไซด์บริสุทธิ์ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของความต้านทานการกัดกร่อนสูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มองค์ประกอบเช่นโมลิบดีนัม (Mo) ทองแดง (Cu) ไนโตรเจน (N) ฯลฯ ลงในเหล็กตามสภาพการใช้งานที่แตกต่างกันเพื่อปรับปรุงองค์ประกอบของฟิล์มฟิล์มและปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของ สแตนเลส การเพิ่ม Mo เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน MoO2- อยู่ใกล้กับสารตั้งต้น จึงส่งเสริมการสร้างทู่แบบรวมอย่างมากและป้องกันการกัดกร่อนของสารตั้งต้น การเติม Cu ทำให้ฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิวสแตนเลสมี CuCl ซึ่งได้รับการปรับปรุงเนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยากับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ความต้านทานการกัดกร่อน การเพิ่ม N เนื่องจากฟิล์มทู่อุดมไปด้วย Cr2N ความเข้มข้นของ Cr ในฟิล์มทู่จึงเพิ่มขึ้น จึงช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส

ความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสนั้นมีเงื่อนไข สแตนเลสยี่ห้อหนึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในตัวกลางบางชนิด แต่อาจเสียหายในตัวกลางอื่นได้ ในขณะเดียวกัน ความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสก็สัมพันธ์กันเช่นกัน จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีสเตนเลสสตีลที่ไม่กัดกร่อนอย่างแน่นอนในทุกสภาพแวดล้อม

3. ปรากฏการณ์การแพ้

สแตนเลสประกอบด้วย Cr และก่อตัวเป็นฟิล์มโครเมียมออกไซด์บนพื้นผิว ซึ่งจะสูญเสียกิจกรรมทางเคมีและเรียกว่าสถานะที่ไม่เกิดปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม หากระบบออสเทนนิติกผ่านช่วงอุณหภูมิ 475~850℃ C จะรวมตัวกับ Cr เพื่อสร้างโครเมียมคาร์ไบด์ (Cr23C6) และตกตะกอนในผลึก ดังนั้นปริมาณ Cr ใกล้ขอบเขตเกรนจึงลดลงอย่างมาก กลายเป็นบริเวณที่มี Cr-poor ในเวลานี้ ความต้านทานการกัดกร่อนจะลดลง และมีความไวต่อสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงเรียกว่าการแพ้ การแพ้มีแนวโน้มที่จะกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมการใช้กรดออกซิไดซ์ นอกจากนี้ยังมีโซนรับผลกระทบจากความร้อนในการเชื่อมและโซนแปรรูปดัดโค้งด้วยความร้อน

4. สแตนเลสจะเกิดสนิมในกรณีใดบ้าง?

ในความเป็นจริง สแตนเลสไม่จำเป็นต้องปราศจากสนิม แต่อัตราการกัดกร่อนของมันต่ำกว่าเหล็กอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมเดียวกันมาก และบางครั้งก็สามารถเพิกเฉยได้