Rust od nehrđajućeg čelika?

1. Uvod

Rust od nehrđajućeg čelika? Uprkos imenu, nehrđajući čelik može - i pod određenim uvjetima čini se-prolazi lokalizirano korozijom analognim hrđenju.

Ovo pitanje ima značajnu težinu za bilo koga navodeći materijale u inženjerstvu, izgradnja, ili potrošački proizvodi: dugoročni izgled, Strukturni integritet, i održavanje zahtjeva od nehrđajućih čelika sa svim šarkama za razumijevanje kada i zašto njegova poznata otpornost na koroziju možda neće uspjeti.

U sljedećim odjeljcima, Istražit ćemo nauku koja stoji iza zaštitnog sloja bogatog hroma od nehrđajućeg čelika, okidači zaštite okoliša koji to mogu prekršiti, i praktične strategije za sprečavanje neželjene korozije.

2. Šta je nehrđajući čelik?

Nehrđajući čelik je a Legura otporna na koroziju prvenstveno sastavljen od gvožđe (FE), hrom (CR), i ugljik (C), zajedno sa opcionalnim legiranim elementima poput nikl (U), molibdenum (Mo), i azot (N).

Njegova jedinstvena otpornost na hrđu i bojenje postavlja ga osim običnih ugljičnih čelika - a to je u velikoj mjeri zbog jedne ključne komponente: hrom.

Uloga hroma: Nevidljivi štit

Ono što čini nehrđajući čelik "nehrđajući" jeste barem 10.5% Sadržaj kroma. Ovaj hrom reagira sa kisikom u okolišu da bi se formirao tanak, Stabilan oksidni sloj na površini čelika.

Poznat kao pasivni sloj, To je samopopravak i djeluje kao prepreka za vlagu i zrak-dva od bitnih sastojaka za formiranje hrđe.

Razmislite o tome kao transparentno, Elastična koža koja štiti ispod metala.

Za razliku od boje ili premaza, Ovaj pasivni film obnavlja se ako je oštećeni kisik koji se osigurava prisutan od nehrđajućeg čelika nevjerovatno vrijedan u otežanim okruženjima.

Uobičajeni legirani elementi od nehrđajućeg čelika

Izvan hroma, Može se dodati nekoliko drugih elemenata za fino podešavanje svojstava nehrđajućeg čelika za određene aplikacije:

Porodice od nehrđajućeg čelika

Postoji pet glavnih porodica od nehrđajućih čelika, Svaka definirana njihovom mikrostrukturom:

• Austenitan (npr., 304, 316): Najčešće; Visoka otpornost na koroziju; ne-magnetni.
• Feritan (npr., 430): Magnetski, niži troškovi, manje otporan na koroziju.
• Martensitski (npr., 410, 420): Teško i jak; koristi se u pribor za jelo; Umjerena otpornost na koroziju.
• Dupleks (npr., 2205): Kombinira austenitne i feritne konstrukcije; Izvrsna otpornost na snagu i hlorid.
• Ogarine - očvršćivanje (npr., 17-4Ph): Visoka čvrstoća sa umjerenim otporom na koroziju; koristi se u zrakoplovstvu.

3. Što uzrokuje hrđu?

Razumjeti da li nehrđajući čelik može rđati, Važno je prvo definirati koja je hrđa I pod kojim se uvjetima formira.

Šta je hrđa?

Hrđati je specifična vrsta korozije koja se događa kada gvožđe (FE) reagira sa kiseonik (O₂) i vlaga (H₂o) u okolišu za obrazac željezni oksidi-Tipski Fe₂o₃ · NHO, crvenkasto-smeđa mahana supstanca.

Ova reakcija je elektrohemijska i rezultira razgradnjom metalnog konstrukcijskog integriteta.

Hrđa nije samo površinski mrlja - to je aktivno, Progresivni oblik korozije koji jede u metal, Slabljenje s vremenom.

Uslovi koji izazivaju hrđu

Zahteva hrđe Tri kritična sastojka:

1. Gvožđe (ili legura koji sadrži željezo poput čelika)
2. Kiseonik (iz vazduha ili vode)
3. Voda ili vlaga (koja djeluje kao elektrolit)

Kada su ti elementi prisutni zajedno, Elektrohemijske oblike ćelija:

• Anodična regija: Gvožđe gubi elektrone (oksidacija), Formiranje željeznih jona.
• Katodna regija: Kiseonik i voda prihvataju te elektrone da formiraju hidroksidni ioni.
• Ioni kombiniraju se za obrazac Iron hidroksid, koji se na kraju oksidira rđu.

Korozija vs hrđa: Jesu li isti?

Ne baš. Dok je hrđa a obrazac korozije, Nije sva korozija rđa.

Na primjer, aluminijum formira bijeli oksid, bakar formira zelenu patinu, i Nehrđajući čelik čini crne ili smeđe oksidne zakrpe-Sve vrste korozije, ali ne "hrđa" u strogom smislu.

4. Može od nehrđajućeg čelika rđa?

Uprkos reputaciji, Nehrđajući čelik može zaista hrđati-Ali samo pod određenim okolišnim ili mehaničkim uvjetima.

Ovo je kritična razlika: nehrđajući čelik je otporan na koroziju, ne otporan na koroziju.

Zašto od nehrđajućeg čelika odolijeva rđu

Otpornost na koroziju od nehrđajućeg čelika proizlazi iz svojih Sadržaj visokog kroma (≥10,5%), što omogućava formiranje a Pasivni kromijum oksid (Cr₂o₃) film. Ovaj film je:

• Mikroskopski tanak, Ipak, vrlo zaštitni
• Pridržavanje i samo-izlječenje U prisustvu kisika
• Sposoban za sprečavanje kisika i vlage da dođu do čelika ispod

Ovaj pasivni sloj razlikuje nehrđajući čelik iz ugljičnog čelika, koji oblici porozan, Flaky gvožđe oksid (hrđati) što omogućava koroziju da se širi.

Međutim, Ovaj pasivni film nije neuništiv. Može biti poremećen, Hemijski napadnut, ili fizički uklonjeni, posebno u agresivnim ili slabo kontroliranim uvjetima.

Kada i zašto hrđe od nehrđajućeg čelika

Ruševa od nehrđajućeg čelika Kada je njegov pasivni sloj oštećen i nije dozvoljeno reformirati. To se može dogoditi u nekoliko okolnosti:

Izloženost hlorida (npr., slana voda, izbjeljivati):

• Hloridni joni prodire u pasivni sloj i iniciraju pitting korozija.
• Čak i razrede poput 304 može pitati u okruženjima sa samo 30 PPM hlorida.

Nedostatak kisika:

• U pukotine ili pod depozitima u kojima kisik ne može doći, Pasivni sloj ne može regenerisati.
• To dovodi do Crevece Corrosion-Mmon u morskim i industrijskim postavkama.

Zagađenje sa željeznim česticama:

• Kontakt sa Alati od karbonskih čelika, brušenje prašine, ili željezne čestice mogu uvesti web stranice korozije.
• Ove strane čestice rđa, bojenje površine od nehrđajućeg čelika.

Kisela ili industrijska okruženja:

• Kiseline poput sumpora, hidroholonik, ili dušičnu kiselinu može rastopiti pasivni film.
• Visoke temperature i zagađivače ubrzavaju ovaj slom.

Mehanički stres ili toplotni tretman:

• Zavarivanje ili hladno radno vrijeme mogu uzrokovati osjetljivost (hrom karbide na graničnim granicama zrna).
• To smanjuje otpor korozije i vodi do intergranularna korozija.

Primjeri u stvarnom svijetu od nehrđajućeg čelika hrđe

• Kuhinjski uređaji: Mrlje mrlje u blizini sudopera ili perilice posuđa zbog soli i topline.
• Morske ograde: 304 Nehrđajući korodiranje u morskim instalacijama; 316 bolja cijena.
• Zavarene cijevi: Hrđa na zavarivanju šavova u kojima zona zahvaćene toplinom nisu pravilno pasive.
• Arhitektonski paneli: Pruge hrđe uzrokovane soli u zraku ili kontakt sa nehrđajućim pričvršćivačima.

5. Vrste korozije od nehrđajućeg čelika

Iako je nehrđajući čelik dizajniran za oduzimanje korozijom, Nije imuno. Njegova osjetljivost ovisi o izlaganju okoliša, Legura sastav, Geometrija dizajna, i obrada površine.

Od nehrđajućeg čelika može patiti lokaliziran, galvanski, i korozija izazvana stresom-Sah sa jedinstvenim mehanizmima, posljedice, i strategije prevencije.

Pitting korozija

Lokalizirani napad koji prodire u metalnu površinu

• Prouzrokovati: Hloridni ioni (Cl⁻), obično se nalazi u slanoj vodi, izbjeljivati, i sredstva za razbijanje, može lokalno razbiti sloj pasivnog kromira oksida.
• Izgled: Mali, duboke šupljine ili "jame" na površini.
• Posljedice: Može dovesti do brzog perforacije s minimalnim gubitkom metala, često idu neotkriveni do neuspjeha.
• Uobičajen u: 304 Nehrđajući čelik koji se koristi u marine ili okruženju sa bazenom.

Crevece Corrosion

Korozija u zaštićenim područjima sa stagnitom elektrolitom

• Prouzrokovati: Javlja se u tijesnim prazninama u kojima kisik ne može napuniti pasivni film - poput pod brtve, perilice, Zglobovi u krugu, ili površinske depozite.
• Mehanizam: Gladovanje kisika uzrokuje diferencijalnu ćeliju za prozračivanje; Zarobljeni prostor postaje anodni i koroz.
• Izgled: Korozija ispod pukotina, često nisu vidljivi izvana.
• Uobičajen u: Primjene morske vode, Prirubnički spojevi, ili opreme sa složenim geometrima.

Galvanska korozija

Elektrohemijska reakcija između različitih metala u kontaktu

• Prouzrokovati: Kada se nehrđajući čelik električno poveže na manje ili više plemeniti metal u prisustvu elektrolita (npr., voda), poferirano jedan metalni korokovi.
• Primer: Vijci od nehrđajućeg čelika u kontaktu s aluminijskim okvirima mogu uzrokovati korodiranje aluminija.
• Ozbiljnost: Ovisi o relativnim položajima metala u galvanskoj seriji i omjeru veličine anode do katode.

Stresna pukotina korozije (SCC)

Iznenadan, krhko kvar pod zatezanim stresom u korozivnom okruženju

• Prouzrokovati: Kombinacija zateznog stresa (preostali ili primijenjeni), Specifični uvjeti okoliša (često bogata hloridom), i osjetljiva mikrostruktura.
• Izgled: Mikroskopske pukotine koje se s vremenom propadaju, dovode do katastrofalnog neuspjeha.
• Uobičajen u: 304/304L Austenitni nehrđajući čelici pod stresom u vrućem, vlažan, ili uvjeti bogate hloridom.
• Industrija pogođena: Hemijska obrada, nuklearan, Prehrambena oprema, i postrojenja za pročišćavanje vode.

Intergranularna korozija (IGC)

Selektivni napad duž granica žita

• Prouzrokovati: Iscrpljivanje hroma na graničnim granirama zbog osjetljivosti (Grijanje u rasponu od 450-850 ° C), često za vrijeme zavarivanja ili nepravilnog termičke obrade.
• Mehanizam: Kromi se kombinira s ugljikom za formiranje kromiranih karbida, Smanjenje otpornosti na koroziju u blizini graničnih granira.
• Posljedica: Metal se može pojaviti netaknuti, ali postaje strukturno oslabljen.
• Prevencija: Upotreba manjih karbonskih razreda poput 304L / 316L ili stabiliziranih razreda poput 321 (Stabilizovan) i 347 (NB-stabiliziran).

6. Čimbenici koji utiču na otpornost na koroziju

• Legura sastav: Viši cr (≥20 %), Mo (≥2 %), i NI sadržaji poboljšavaju otpor.
• Završna obrada: Polirane ili elektro-polirane površine odupiru se navijanju bolje nego grube ili kisele završne obrade.
• Okruženje:

• • Hloridi (morska voda, De-glavne soli) su najgrešniji.
  • Kiseline i industrijski zagađivači (Tako, Neₓ) može erodirati pasivni film.

• Mehanički stres & Izmišljotina: Savijanje, zavarivanje, i obrada mogu uvesti zatezne napone i zone senzibilizacije.

7. Ocjene od nehrđajućeg čelika i njihova otpornost na koroziju

Nehrđajući čelici dolaze u širokom spektru razreda, Svaka je dizajnirana posebnim legiranim elementima i mikrostrukturima

Da biste isporučili optimizirana otpornost na koroziju i mehanička svojstva za ciljane okruženja.

Odabir desne ocjene ključno je osigurati dugovječnost, sigurnost, i isplativost.

Sažetak otpornosti na koroziju po oceni

8. Održavanje i prevencija hrđe

Kako maksimizirati dugotrajnost i performanse od nehrđajućeg čelika

Uprkos reputaciji za otpornost na koroziju, nehrđajući čelik nije u potpunosti imun na hrđu - posebno u oštrim okruženjima.

Pravilni izbor, rukovanje, a prakse održavanja su neophodne za sačuvanje svog integriteta, izgled, i performanse.

Izbor pravilnog razreda

Jedan od najefikasnijih načina za sprečavanje hrđe odabire odgovarajuću ocjenu od nehrđajućeg čelika za predviđeno okruženje.

• 304 dovoljan je za unutarnju unutrašnju, osušiti, i aplikacije niskog klorida.
• 316 ili Duplex ocjene preporučuju se za marine, industrijski, ili hemijsko okruženje sa velikom izlaganjem hloridom ili vlagom.
• Veliko-legure poput 904L idealni su za izuzetno korozivne medije, poput sumporne kiseline ili morske vode.

Površinski tretmani za poboljšanje otpora

Nehrđajući čelik oslanja se na svoj pasivni sloj-tanak, Oksidni film s kromima - za zaštitu od korozije. Poboljšanje ili vraćanje ovog sloja može značajno smanjiti rizik od hrđe.

• Pasivizacija: Hemijski tretman (često nitrična ili limunska kiselina) koji uklanja besplatno željezo i promovira rast filma za oksid kromijskog oksida.
• Elektropoštovanje: Glatka i mikroskopski nivoi površine, Smanjenje stvaranja pukotina i kontaminanti koji promoviraju lokalizirani koroziju.
• Kiselo: Uklanja toplinsko zatamnjene oksidne slojeve ili ljestvice formirane tijekom zavarivanja i prerade velike toplote.

Redovno čišćenje i upravljanje okolišem

Čak i najbolji razredi mogu koriti ako se kontaminiraju ili ostanu nepoznati.

Kontaminanti za okoliš kao što su hloridi, sulfati, a čestice željeza mogu pokrenuti koroziju tokom vremena.

Savjeti za održavanje:

• Redovno čiste površine sa blagi deterdžent i topla voda.
• Izbjegavajte upotrebu čelične vune ili četkice od ugljika, koji mogu ostaviti naslone željeza.
• Koristiti meke krpe ili plastične jastučiće.
• Temeljito isperite, posebno nakon kontakta sa slanom vodom, kiseline, ili hemikalije za čišćenje.
• U industrijskim postavkama, instalirati Zaštitne barijere ili odvlaživači gde je to potrebno.

Izrada i ugradnja Najbolje prakse

Jadno rukovanje tokom rezanja, zavarivanje, ili instalacija može oštetiti zaštitni oksidni sloj ili uvesti kontaminante.

• Koristiti Namjenski alati od nehrđajućeg čelika Da biste izbjegli unakrsnu kontaminaciju sa ugljičnim čelikom.
• Nakon zavarivanja, primijeniti Čišćenje nakon zavarivanja i pasivizacija Za uklanjanje skale i toplotne tone.
• Izbjegavati Oštri uglovi i pukotine u dizajnu za minimiziranje ulaska vlage.
• Spriječiti Galvanska spojnica s različitim metalima osim ako se pravilno izolira.

9. Uobičajeni mitovi o nehrđajućem čeliku hrđati

"Nehrđajući čelik nikad neđa?"

Kao što se raspravljao u ovom članku, nehrđajući čelik nije imun na hrđe.

Iako nudi odličnu otpornost na koroziju u odnosu na ugljenični čelik, Specifični uslovi mogu prouzrokovati prekid pasivnog sloja i pokrenuti formiranje hrđe.

"Sav nehrđajući čelik je isti?"

Postoje brojne ocjene od nehrđajućeg čelika, svaki sa različitim legurama kompozicijama i svojstvima.

Otpornost na koroziju, snaga, a druge karakteristike variraju značajno između razreda. Odabir pogrešne ocjene za aplikaciju može dovesti do prevremene korozije i neuspjeha.

"Nehrđajući čelik je bez održavanja?"

Nehrđajući čelik zahtijeva redovno održavanje za održavanje njegove otpornosti na koroziju.

Čišćenje, Zaštita od oštrih okruženja, i, U nekim slučajevima, Površinski tretmani potrebni su za sprečavanje nakupljanja kontaminanata i osigurati integritet pasivnog sloja.

10. Zaključak

Zaključno, Nehrđajući čelik je izvanredan materijal sa odličnim svojstvima otpornosti na koroziju, Ali nije neprobojno hrđu.

Jedinstveni sastav nehrđajućeg čelika, posebno uloga hroma u formiranju pasivnog sloja, pruža svojstvenu otpornost na koroziju.

Međutim, Različiti faktori, uključujući izloženost hloridima, kiseline, Mehanički stres, i nepravilno održavanje, mogu ugroziti ovaj otpor i dovesti do hrđenja.

Razumijevanje različitih vrsta korozije koje mogu utjecati na nehrđajući čelik, Čimbenici koji utječu na njegov otpor korozije,

A odgovarajuće mjere održavanja i prevencije su od suštinske važnosti za maksimiziranje životnog vijeka i performanse proizvoda i struktura od nehrđajućeg čelika.

Osvrtanjem zajedničkih mitova i izradu informiranih odluka o izboru materijala, površinski tretman, i održavanje,

Možemo osigurati da nehrđajući čelik i dalje bude pouzdan i izdržljiv materijal u širokom rasponu aplikacija.

 

Langhe: Precizno livenje od nehrđajućeg čelika & Izrada usluge

Langhe je pouzdan pružatelj usluga Visokokvalitetno livenje od nehrđajućeg čelika i precizne usluge za proizvodnju metala, Serving industrije u kojima su performanse, trajnost, i otpornost na koroziju su kritični.

Sa naprednim proizvodnim mogućnostima i posvećenost inženjerskoj izvrsnosti, Langhe pruža pouzdano, Prilagođena rješenja od nehrđajućeg čelika za ispunjavanje najzahtjevnijih zahtjeva za aplikacije.

Naše mogućnosti od nehrđajućeg čelika uključuju:

• Investicijska livenja & Izgubljeni vosak
  Visoko precizno livenje za složene geometrije, Osiguravanje uskih tolerancija i vrhunske površinske obrade.
• Livenje pijeska & Oblikovanje školjkama
  Idealno za veće komponente i ekonomična proizvodnja, posebno za industrijske i strukturne dijelove.
• CNC obrada & Post-obrada
  Kompletne usluge obrade, uključujući okretanje, glodanje, bušenje, poliranje, i površinski tretmani.

Bilo da su vam potrebne komponente visoko preciznosti, Složeni nehrđajući sklopovi, ili dijelovi za izrađen po mjeri, Langhe Da li je vaš pouzdan partner u proizvodnji od nehrđajućeg čelika.

Kontaktirajte nas danas da naučim kako Langhe mogu isporučiti rješenja od nehrđajućeg čelika s performansama, pouzdanost, i preciznost vaše industrijske zahteve.