1. 소개
스테인레스 스틸 녹입니다? 그 이름에도 불구하고, 스테인레스 스틸 캔 및 특정 조건에서는 녹슬과 유사한 현지 부식을 중단합니다..
이 질문은 엔지니어링 자료를 지정하는 사람에게는 상당한 가중치가 있습니다., 건설, 또는 소비자 제품: 장기 외관, 구조적 무결성, 그리고 스테인리스 스틸 구성 요소의 유지 보수 요구 사항은 유명한 부식 저항이 실패 할 때와 이유를 이해하는 데 힌지.
다음 섹션에서, 우리는 스테인리스 스틸의 보호 크롬 - 풍부 층의 과학을 탐구 할 것입니다., 그것을 위반할 수있는 환경 트리거, 원치 않는 부식을 방지하기위한 실용적인 전략.
2. 스테인레스 스틸이란 무엇입니까??
스테인레스 스틸 a 부식 방지 합금 주로 구성됩니다 철 (Fe), 크롬 (Cr), 그리고 탄소 (기음), 선택적인 합금 요소와 함께 니켈 (~ 안에), 몰리브덴 (모), 그리고 질소 (N).
녹과 염색에 대한 독특한 저항은 일반적인 탄소강과 차별화됩니다. 이는 주로 하나의 주요 구성 요소 때문입니다.: 크롬.
크롬의 역할: 보이지 않는 방패
스테인레스 스틸을 "스테인리스"로 만드는 것은 적어도 10.5% 크롬 함량. 이 크롬은 환경에서 산소와 반응하여 얇은, 안정적인 산화 층 강철 표면에.
The로 알려져 있습니다 수동 층, 그것은 자체 수비이며 수분과 공기에 대한 장벽으로 작용합니다..
그것을 투명한 것으로 생각하십시오, 기본 금속을 보호하는 탄력성 피부.
페인트 나 코팅과 달리, 이 수동 필름은 손상된 산소가 존재하면 스스로 갱신됩니다..
일반적인 스테인레스 스틸 합금 요소
크롬 너머, 특정 응용 분야에 대한 스테인리스 스틸의 특성을 미세 조정에 추가 할 수있는 다른 요소를 추가 할 수 있습니다.:
요소 | 목적 |
크롬 (Cr) | 수동 영화를 형성합니다, 부식 저항에 필수적입니다. |
니켈 (~ 안에) | 오스테 나이트 구조를 안정화시킵니다, 연성과 인성을 향상시킵니다. |
몰리브덴 (모) | 구덩이에 대한 저항을 증가시킵니다, 특히 클로라이드에서. |
질소 (N) | 이중 등급의 강도 및 피트 저항을 향상시킵니다. |
탄소 (기음) | 힘과 경도를 증가시킵니다, 과도한 경우 부식 저항을 줄일 수 있습니다. |
스테인레스 스틸 패밀리
스테인레스 스틸의 5 가지 주요 패밀리가 있습니다, 각각은 미세 구조로 정의됩니다:
- 오스테 나이트 (예를 들어, 304, 316): 가장 흔합니다; 높은 부식 저항; 비기성.
- 페라이트 (예를 들어, 430): 자기, 저렴한 비용, 부식성이 적습니다.
- Martensitic (예를 들어, 410, 420): 단단하고 강합니다; 칼에 사용됩니다; 적당한 부식 저항.
- 이중 (예를 들어, 2205): 오스테 나이트와 페라이트 구조를 결합합니다; 탁월한 강도와 염화물 내성.
- 강수량 강화 (예를 들어, 17-4ph): 중간 정도의 부식성이있는 고강도; 항공 우주에서 사용됩니다.
3. 녹을 일으키는 원인?
스테인레스 스틸이 녹슬 수 있는지 이해합니다, 먼저 정의하는 것이 중요합니다 녹슬 그리고 그것이 어떤 조건에서 형성되는지.
녹이 뭐야?
녹 언제 발생하는 특정 유형의 부식입니다 철 (Fe) 반응합니다 산소 (오 ₂) 그리고 수분 (h₂o) 형성되는 환경에서 산화철-일반적으로 fe₂o₂ · nho, 붉은 갈색 플라킹 물질.
이 반응은 전기 화학적이며 금속의 구조적 무결성이 저하됩니다..
녹은 단순한 표면 얼룩이 아니라 활동적입니다, 금속으로 먹는 진보적 인 형태의 부식, 시간이 지남에 따라 약화.
녹을 일으키는 조건
녹이 필요합니다 세 가지 중요한 성분:
- 철 (또는 철강과 같은 철 함유 합금)
- 산소 (공기 또는 물에서)
- 물 또는 수분 (전해질 역할을합니다)
이 요소들이 함께 존재할 때, 전기 화학적 세포 형태:
- 양극 영역: 철은 전자를 잃습니다 (산화), 철 이온 형성.
- 음극 지역: 산소와 물은 수산화물 이온을 형성하기 위해 전자를 받아들입니다..
- 이온이 결합하여 형성됩니다 수산화철, 결국 녹슬로 산화됩니다.
부식 대 녹: 그들은 동일합니까??
좀 빠지는. 녹은 a 형태 부식의, 모든 부식이 녹지는 아닙니다.
용어 | 정의 | 적용됩니다 |
녹 | 철 형성 산화철의 산화 (fe₂o₂ · nho) | 철과 강철 만 |
부식 | 화학적 또는 전기 화학 반응으로 인한 금속의 일반적인 악화 | 모든 금속, 알루미늄 포함, 구리, 스테인레스 스틸, 등. |
예를 들어, 알루미늄은 흰색 산화물을 형성합니다, 구리는 녹색 녹청을 형성합니다, 그리고 스테인레스 스틸은 검은 색 또는 갈색 산화물 패치를 형성합니다- 모든 유형의 부식, 그러나 엄격한 의미에서“녹”은 아닙니다.
4. 스테인레스 스틸 녹을 수 있습니다?
명성에도 불구하고, 스테인레스 스틸은 실제로 녹을 수 있습니다- 그러나 특정 환경 또는 기계적 조건에서만.
이것은 비판적인 차이입니다: 스테인레스 스틸입니다 부식성, ~ 아니다 부식 방지.
왜 스테인레스 스틸이 녹슬지 않는 이유
스테인레스 스틸의 부식 저항은 그로 인한 것입니다 높은 크롬 함량 (≥10.5%), a의 형성을 허용합니다 수동 크롬 산화물 (cr₂o₂) 영화. 이 영화는:
- 현미경으로 얇습니다, 그러나 매우 보호 적
- 부착적이고 자기 치유 산소의 존재하에
- 산소와 수분이 아래의 강철에 도달하는 것을 방지 할 수 있습니다.
이 수동 층은 스테인레스 스틸을 탄소강과 차별화합니다, 어떤 형태 다공성, 벗겨진 산화철 (녹) 이를 통해 부식이 전파 될 수 있습니다.
하지만, 이 수동 필름은 파괴 할 수 없습니다. 그럴 수 있습니다 혼란, 화학적으로 공격, 또는 물리적으로 제거되었습니다, 특히 공격적이거나 제어되지 않은 조건에서.
스테인레스 스틸 녹
스테인레스 스틸 녹 수동 층이 손상되어 개혁 할 수없는 경우. 이것은 여러 상황에서 발생할 수 있습니다:
염화물 노출 (예를 들어, 바닷물, 표백제):
- 클로라이드 이온은 수동 층에 침투하여 시작합니다 구덩이 부식.
- 등급도 좋아합니다 304 단지 환경에서 구덩이를 구축 할 수 있습니다 30 클로라이드의 PPM.
산소 부족:
- ~ 안에 틈새 또는 산소에 도달 할 수없는 퇴적물 아래, 수동 층은 재생할 수 없습니다.
- 이것은 이어집니다 틈새 부식- 해양 및 산업 환경의 공통.
철 입자로 오염:
- 연락 탄소강 도구, 분진, 또는 철 입자는 부식장을 도입 할 수 있습니다.
- 이 외래 입자가 녹슬 었습니다, 스테인레스 스틸 표면을 염색합니다.
산성 또는 산업 환경:
- 황과 같은 산, hydrochloric, 또는 질산은 수동 필름을 용해시킬 수 있습니다.
- 고온과 오염 물질은이 분류를 가속화합니다.
기계적 스트레스 또는 열처리:
- 용접 또는 차가운 작업으로 인해 발생할 수 있습니다 감작 (입자 경계에서의 크롬 탄화물).
- 이것은 부식 저항을 줄이고 이어집니다 곡물 간 부식.
스테인레스 스틸 녹이의 실제 사례
- 주방 가전 제품: 소금과 열로 인해 싱크대 또는 식기 세척기 근처의 녹 반점.
- 해양 난간: 304 해변 설치에서 스테인리스 부식; 316 더 나은 요금.
- 용접 파이프: 열에 영향을받는 구역이 제대로 통행되지 않은 용접 솔기의 녹.
- 건축 패널: 공기 중 소금으로 인한 녹 줄 또는 스테인이없는 패스너와의 접촉.
5. 스테인레스 스틸 부식의 유형
스테인레스 스틸은 부식에 저항하도록 설계되었지만, 면역이 아닙니다. 감수성은 환경 노출에 달려 있습니다, 합금 조성, 디자인 형상, 그리고 표면 마감.
스테인레스 스틸은 고통받을 수 있습니다 현지화, 갈바닉, 스트레스 유발 부식- 독특한 메커니즘으로 각, 결과, 및 예방 전략.
구덩이 부식
금속 표면에 침투하는 국소 공격
- 원인: 클로라이드 이온 (cl⁻), 바닷물에서 일반적으로 발견됩니다, 표백제, 그리고 제비 에이전트, 수동 크롬 산화물 층을 국소 적으로 분해 할 수 있습니다.
- 모습: 작은, 표면에 깊은 구멍 또는 "구덩이".
- 결과: 최소 금속 손실로 빠른 천공으로 이어질 수 있습니다, 종종 실패 할 때까지 감지되지 않습니다.
- 일반적으로: 304 해양 또는 수영장 환경에서 사용되는 스테인레스 스틸.
틈새 부식
정체 된 전해질이있는 차폐 영역의 부식
- 원인: 산소가 수동 필름을 보충 할 수없는 단단한 간격으로 발생합니다., 와셔, 랩 조인트, 또는 표면 퇴적물.
- 기구: 산소 기아는 차등 통기 셀을 유발합니다; 갇힌 영역은 양극이되어 빠르게 부식됩니다.
- 모습: 틈새 아래의 부식, 종종 외부에서 보이지 않습니다.
- 일반적으로: 해수 응용, 플랜지 조인트, 또는 복잡한 형상이있는 장비.
갈바니 부식
접촉 중의 비 유사 금속 사이의 전기 화학적 반응
- 원인: 스테인레스 스틸이 전해질의 존재하에 다소 고귀한 금속에 전기적으로 연결된 경우 (예를 들어, 물), 하나의 금속이 우선적으로 부식됩니다.
- 예: 알루미늄 프레임과 접촉하는 스테인레스 스틸 볼트는 알루미늄이 부식 될 수 있습니다..
- 심각성: 갈바닉 시리즈의 금속의 상대 위치와 음극 대 양극의 크기 비율에 따라 다릅니다..
응력 부식 균열 (SCC)
갑자기, 부식성 환경에서 인장 스트레스 하에서 취성 실패
- 원인: 인장 응력의 조합 (잔류 또는 적용), 특정 환경 조건 (종종 염화물이 풍부합니다), 감수성 미세 구조.
- 모습: 시간이 지남에 따라 전파되는 현미경 균열, 치명적인 실패로 이어집니다.
- 일반적으로: 304/304L 오스테 나이트 스테인레스 스틸은 스트레스를 받고 있습니다, 습한, 또는 염화물이 풍부한 상태.
- 산업에 영향을 미쳤다: 화학적 처리, 핵무기, 식품 장비, 수처리 식물.
곡물 간 부식 (IGC)
곡물 경계를 따라 선택적 공격
- 원인: 감작으로 인한 입자 경계에서의 크롬 고갈 (450–850 ° C 범위의 가열), 용접 또는 부적절한 열처리 중에 종종.
- 기구: 크롬은 탄소와 결합하여 크롬 카바이드를 형성합니다, 입자 경계 근처의 부식 저항 감소.
- 결과: 금속은 손상되지 않은 것처럼 보일 수 있지만 구조적으로 약해집니다.
- 방지: 304L/316L과 같은 저탄소 등급 또는 안정화 된 등급 사용 321 (안정화) 그리고 347 (NB 안정화).
6. 부식성에 영향을 미치는 요인
- 합금 조성: 더 높은 Cr (≥20 %), 모 (≥2 %), Ni 함량은 저항을 향상시킵니다.
- 표면 마감: 세련되거나 전기 폴란드 표면은 거친 또는 절인 마감보다 공격에 저항합니다..
- 환경:
-
- 클로라이드 (해수, 소금에 대한 소금) 가장 공격적입니다.
- 산 산업 오염 물질 (그래서, 아니요) 수동 필름을 침식 할 수 있습니다.
- 기계적 스트레스 & 제작: 굽힘, 용접, 가공은 인장 응력 및 감작 구역을 도입 할 수 있습니다.
7. 스테인레스 스틸 등급 및 부식 저항
스테인레스 스틸은 광범위한 등급으로 제공됩니다, 각각은 특정 합금 요소 및 미세 구조로 설계되었습니다
표적화 된 환경에 대한 최적화 된 내식 저항 및 기계적 특성을 전달하려면.
장수를 보장하는 데 적당한 학년을 선택하는 것이 중요합니다, 안전, 비용 효율성.
등급별 부식 저항 요약
등급 | 주요 합금 요소 | 부식 저항 하이라이트 | 일반적인 응용 프로그램 | 목재 (구덩이 저항) |
304 | 18% Cr, 8% ~ 안에 | 좋은 일반적인 부식 저항; 클로라이드 및 감작에 취약합니다 | 식품 가공, 건축학, 실내 사용 | ~ 18–20 |
316 | 16–18% Cr, 10-14%가 있습니다, 2–3% mo | 클로라이드에 대한 우수한 저항, 구덩이, 틈새 부식 | 해양 장비, 화학적인, 의료 | ~ 23–28 |
430 | 16–18% Cr | 적당한 부식 저항; 염화물 환경에서는 가난합니다 | 자동차 트림, 실내 기기 | 낮은 |
2205 (이중) | 22% Cr, 5-6%, 3% 모, N | 우수한 힘; 구덩이에 대한 탁월한 저항, 갈라진 틈, 스트레스 부식 균열 | 기름 & 가스, 선박, 담수화 | >35 |
904엘 | 20% Cr, 25% ~ 안에, 4.5% 모, Cu | 강산과 염화물에 대한 뛰어난 저항 | 화학적 처리, 제약 | 높은 |
8. 녹의 유지 및 예방
스테인레스 스틸 수명과 성능을 최대화하는 방법
부식성에 대한 명성에도 불구하고, 스테인레스 스틸은 녹에 대해 완전히 면역이 아닙니다..
적절한 선택, 손질, 유지 보수 관행은 무결성을 보존하기 위해 필수적입니다, 모습, 그리고 성능.
적절한 등급 선택
녹 방지하는 가장 효과적인 방법 중 하나는 의도 된 환경에 적합한 스테인레스 스틸 등급을 선택하는 것입니다..
- 304 실내에 충분합니다, 마른, 및 저 클로라이드 적용.
- 316 또는 이중 등급 해양에 권장됩니다, 산업, 또는 높은 염화물 또는 수분 노출이있는 화학 환경.
- 높은 합금 등급 좋다 904엘 매우 부식성 매체에 이상적입니다, 황산 또는 해수와 같은.
저항을 향상시키기위한 표면 처리
스테인레스 스틸은 수동 층에 의존합니다, 크롬이 풍부한 산화물 필름-부식 방지. 이 레이어를 향상 시키거나 복원하면 녹의 위험이 크게 줄어들 수 있습니다..
- 패시베이션: 화학 처리 (종종 질산 또는 구연산 기반) 자유 철을 제거하고 산화 크롬 필름의 성장을 촉진합니다..
- 전기 폴리싱: 표면을 부드럽게하고 현미경으로 레벨링합니다, 국소 부식을 촉진하는 틈새 형성 및 오염 물질 감소.
- 산세: 용접 및 고열 처리 중에 형성된 열 색상 산화물 층 또는 스케일 제거.
정기적 인 청소 및 환경 관리
오염되거나 유지되지 않은 상태에서 최고의 성적조차 부식 될 수 있습니다..
클로라이드와 같은 환경 오염 물질, 황산염, 철 입자는 시간이 지남에 따라 부식을 시작할 수 있습니다.
유지 보수 팁:
- 정기적으로 표면을 깨끗하게하십시오 가벼운 세제 그리고 따뜻한 물.
- 사용하지 마십시오 강철 양모 또는 카본 스틸 브러쉬, 철분 퇴적물을 남길 수 있습니다.
- 사용 부드러운 천 또는 플라스틱 수색 패드.
- 철저히 헹구십시오, 특히 바닷물과 접촉 한 후, 산, 또는 청소 화학 물질.
- 산업 환경에서, 설치하다 보호 장벽 또는 제습기 필요한 경우.
제작 및 설치 모범 사례
절단 중에 열악한 취급, 용접, 또는 설치는 산화물 층을 손상 시키거나 오염 물질을 소개 할 수 있습니다..
- 사용 전용 스테인리스 스틸 도구 탄소강으로의 교차 오염을 피하기 위해.
- 용접 후, 적용하다 후원 후 청소 그리고 패시베이션 스케일과 열 색조를 제거합니다.
- 피하다 날카로운 모서리와 틈새 수분 포획을 최소화하기위한 설계에서.
- 예방하다 갈바니 커플 링 제대로 절연되지 않는 한 비 유사 금속.
9. 스테인레스 스틸 녹슬에 대한 일반적인 신화
“스테인레스 스틸은 결코 녹슬지 않습니다?”
이 기사에서 논의 된 바와 같이, 스테인레스 스틸은 녹슬에 면역이 아닙니다.
탄소강에 비해 탁월한 내식성을 제공하지만, 특정 조건은 수동 층의 고장을 일으키고 녹 형성을 시작할 수 있습니다..
“모든 스테인레스 스틸은 동일합니다?”
수많은 등급의 스테인레스 스틸이 있습니다, 각각 다른 합금 조성 및 특성을 갖습니다.
부식 저항, 힘, 다른 특성은 성적마다 크게 다릅니다. 응용 프로그램의 잘못된 등급을 선택하면 조기 부식 및 실패로 이어질 수 있습니다..
“스테인레스 스틸은 유지 보수가 없습니다?”
스테인레스 스틸은 부식 저항을 유지하기 위해 정기적 인 유지 보수가 필요합니다..
청소, 가혹한 환경으로부터 보호, 그리고, 어떤 경우에는, 오염 물질의 축적을 방지하고 수동 층의 무결성을 보장하기 위해 표면 처리가 필요합니다..
10. 결론
결론적으로, 스테인레스 스틸, 그러나 녹이 불 침투하지는 않습니다.
스테인레스 스틸의 독특한 구성, 특히 수동 층을 형성하는 데 크롬의 역할, 부식에 대한 고유 한 저항을 제공합니다.
하지만, 다양한 요인, 클로라이드에 대한 노출을 포함하여, 산, 기계적 스트레스, 부적절한 유지 보수, 이 저항을 손상시키고 녹슬 길 수 있습니다.
스테인레스 스틸에 영향을 줄 수있는 다양한 유형의 부식 이해, 부식성에 영향을 미치는 요인,
스테인리스 스틸 제품 및 구조물의 수명 및 성능을 극대화하려면 적절한 유지 보수 및 예방 조치가 필수적입니다..
일반적인 신화를 없애고 재료 선택에 대한 정보에 근거한 결정을 내림, 표면 처리, 유지 보수,
우리는 스테인레스 스틸이 광범위한 응용 분야에서 신뢰할 수 있고 내구성있는 재료가되도록 보장 할 수 있습니다..
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