Vai nerūsējošā tērauda rūsa?

1. Ievads

Vai nerūsējošā tērauda rūsa? Neskatoties uz tā vārdu, Nerūsējošais tērauds var - un noteiktos apstākļos - saskaņā ar lokalizētu koroziju, kas ir analoga rūsēšanai.

Šis jautājums ir ievērojams svars ikvienam, kas norāda materiālus inženierzinātnēs, būvniecība, vai patēriņa produkti: Ilgtermiņa izskats, strukturālā integritāte, un nerūsējošā līmeņa komponentu uzturēšanas prasības, kas saistītas ar izpratni, kad un kāpēc tā slavenā izturība pret koroziju varētu neizdoties.

Turpmākajās sadaļās, Mēs izpētīsim zinātni aiz nerūsējošā Steel aizsargājošā hroma bagātā slāņa, vides izraisītāji, kas to var pārkāpt, un praktiskas stratēģijas nevēlamas korozijas novēršanai.

2. Kas ir nerūsējošais tērauds?

Nerūsējošais tērauds ir a izturīgs pret koroziju galvenokārt sastāv no dzelzs (Fe), hroms (Krekls), un ogleklis (C), kopā ar izvēles leģējošiem elementiem, piemēram, niķelis (Iekšā), molibdēns (Noplūde), un slāpeklis (N).

Tās unikālā pretestība rūsai un krāsošanai to atšķir no parastajiem oglekļa tēraudiem, un tas galvenokārt ir saistīts ar vienu galveno komponentu: hroms.

Hroma loma: Neredzamais vairogs

Tas, kas nerūsējošo tēraudu padara “nerūsējošu” vismaz 10.5% hroma saturs. Šis hroms reaģē ar skābekli vidē, veidojot a mazs, stabils oksīda slānis uz tērauda virsmas.

Pazīstams kā pasīvs slānis, Tas ir pašpārliecinošs un darbojas kā barjera mitrumam un gaisam-divas no būtiskajām sastāvdaļām rūsas veidošanai.

Padomājiet par to kā caurspīdīgu, Izturīga āda, kas pasargā pamatā esošo metālu.

Atšķirībā no krāsas vai pārklājumiem, Šī pasīvā filma atjaunojas, ja tā ir bojāta - ir klātbūtne skābeklis, - padarot nerūsējošo tēraudu neticami vērtīgu skarbā vidē.

Parastie nerūsējošā tērauda leģējošie elementi

Ārpus hroma, Vairākus citus elementus var pievienot, lai precīzi noregulētu nerūsējošā tērauda īpašības konkrētiem lietojumiem:

Nerūsējošā tērauda ģimenes

Ir piecas lielas nerūsējošo tēraudu ģimenes, Katrs to definē ar mikrostruktūru:

• Austenīts (Piem., 304, 316): Visizplatītākais; augsta izturība pret koroziju; nemagnētisks.
• Ferīta (Piem., 430): Magnētisks, zemākas izmaksas, Mazāk izturīgs pret koroziju.
• Martensīts (Piem., 410, 420): Grūti un stiprs; Izmanto galda piederumos; Mērena izturība pret koroziju.
• Divstāvu (Piem., 2205): Apvieno austenītiskās un ferīta struktūras; lieliska izturība un pretestība hlorīdam.
• Nokrišņu izturība (Piem., 17-4Ph): Augsta izturība ar mērenu korozijas pretestību; Izmanto kosmiskajā kosmosā.

3. Kas izraisa rūsu?

Lai saprastu, vai nerūsējošais tērauds var sarūsēt, ir svarīgi vispirms definēt Kas ir rūsa un kādos apstākļos tas veidojas.

Kas ir rūsa?

Rūsēt ir īpašs korozijas veids, kas notiek, kad dzelzs (Fe) reaģē ar skābeklis (O₂) un mitrums (H₂o) vidē veidoties dzelzs oksīdi—Timpiski Fe₂o₃ · nho, sarkanbrūna pārslota viela.

Šī reakcija ir elektroķīmiska un izraisa metāla strukturālās integritātes sadalīšanos.

Rūsa nav tikai virsmas traips - tas ir aktīvs, progresīva korozijas forma, kas ēd metālā, Laika gaitā to vājina.

Apstākļi, kas izraisa rūsu

Rūsa prasa Trīs kritiskas sastāvdaļas:

1. Dzelzs (vai dzelzs saturošs sakausējums, piemēram, tērauds)
2. Skābeklis (no gaisa vai ūdens)
3. Ūdens vai mitrums (kas darbojas kā elektrolīts)

Kad šie elementi ir klāt kopā, Veidojas elektroķīmiskā šūna:

• Anodiskais reģions: Dzelzs zaudē elektronus (oksidācija), dzelzs jonu veidošana.
• Katodiskais reģions: Skābeklis un ūdens pieņem šos elektronus, lai veidotu hidroksīda jonus.
• Joni apvienojas pēc formas dzelzs hidroksīds, kas galu galā oksidējas uz rūsu.

Korozija pret rūsu: Vai tie ir vienādi?

Ne gluži. Kamēr rūsa ir a veidot korozijas, Ne visa korozija ir rūsa.

Piemēram, alumīnijs veido baltu oksīdu, vara veido zaļo patinu, un Nerūsējošā tērauda veidojas melni vai brūni oksīda plāksteri—Visi korozijas veidi, bet ne “rūsa” stingrā nozīmē.

4. Var nerūsējošā tērauda rūsa?

Neskatoties uz tā reputāciju, nerūsējošais tērauds patiešām var rūsēt—Bet tikai noteiktos vides vai mehāniskos apstākļos.

Tā ir kritiska atšķirība: Nerūsējošais tērauds ir izturīgs pret koroziju, ne izturīgs pret koroziju.

Kāpēc nerūsējošais tērauds pretojas rūsai

Nerūsējošā tērauda izturība pret koroziju izriet no tā Augsts hroma saturs (≥10,5%), kas ļauj izveidot a pasīvs hroma oksīds (Cr₂o₃) plēve. Šī filma ir:

• Mikroskopiski plāns, tomēr ļoti aizsargājošs
• Pielipusi un pašdziedināšana skābekļa klātbūtnē
• Spēj neļaut skābeklim un mitrumam sasniegt tēraudu zemāk

Šis pasīvais slānis atšķir nerūsējošo tēraudu no oglekļa tērauda, Kuras formas porains, pārslains dzelzs oksīds (rūsēt) kas ļauj korozijai izplatīties.

Tomēr, Šī pasīvā filma nav neiznīcināma. Tas var būt traucēts, ķīmiski uzbrucis, vai fiziski noņemts, īpaši agresīvos vai slikti kontrolētos apstākļos.

Kad un kāpēc nerūsējošā tērauda rūsas

Nerūsējošā tērauda rūsas Kad tā pasīvais slānis ir bojāts un nav atļauts reformēt. Tas var notikt vairākos apstākļos:

Hlorīda iedarbība (Piem., sālsūdens, balināt):

• Hlorīda joni iekļūst pasīvajā slānī un iniciēt korozija.
• Pat pakāpes patīk 304 var bedrēt vidē ar taisnīgu 30 hlorīdu ppm.

Skābekļa trūkums:

• Iekšā plaisas vai nogulsnēs, kur skābeklis nevar sasniegt, Pasīvais slānis nevar atjaunoties.
• Tas noved pie plaisas korozija—Domons jūras un rūpnieciskajā vidē.

Piesārņojums ar dzelzs daļiņām:

• Kontakts ar oglekļa tērauda instrumenti, Slīpējoši putekļi, vai dzelzs daļiņas var ieviest korozijas vietas.
• Šīs svešās daļiņas rūsa, Nerūsējošā tērauda virsmas krāsošana.

Skāba vai rūpnieciska vide:

• Skābes, piemēram, sēra, hidrohlorisks, vai slāpekļskābe var izšķīdināt pasīvo plēvi.
• Augsta temperatūra un piesārņotāji paātrina šo sabrukumu.

Mehāniskais spriegums vai termiskā apstrāde:

• Metināšana vai auksts darbs var izraisīt sensibilizācija (hroma karbīdi pie graudu robežām).
• Tas samazina izturību pret koroziju un noved pie starpgranulārā korozija.

Reālā pasaules nerūsējošā tērauda rūsēšanas piemēri

• Virtuves ierīces: Rūsas plankumi netālu no izlietnes vai trauku mazgājamās mašīnas sāls un siltuma dēļ.
• Jūras margas: 304 nerūsējoša korozija piejūras instalācijās; 316 cenas labāk.
• Metinātas caurules: Rūsa metināšanas šuvēs, kur siltums skartās zonas nebija pareizi pasīvas.
• Arhitektūras paneļi: Rūsas svītras, ko izraisa gaisā sāls vai saskare ar nerūsējošiem stiprinājumiem.

5. Nerūsējošā tērauda korozijas veidi

Kaut arī nerūsējošais tērauds ir paredzēts, lai izturētu koroziju, tas nav imūns. Tās jutība ir atkarīga no iedarbības uz vidi, sakausējuma sastāvs, dizaina ģeometrija, un virsmas apdare.

No nerūsējošā tērauda var ciest no lokalizēts, galvanisks, un stresa izraisīta korozija- katrs ar unikāliem mehānismiem, sekas, un profilakses stratēģijas.

Korozija

Lokalizēts uzbrukums, kas iekļūst metāla virsmā

• Izraisīt: Hlorīda joni (Cl⁻), parasti sastopams sālsūdenī, balināt, un atlaišanas aģenti, var lokāli sadalīt pasīvo hroma oksīda slāni.
• Izskats: Mazs, dziļas dobumi vai “bedres” uz virsmas.
• Sekas: Var izraisīt ātru perforāciju ar minimālu metāla zudumu, Bieži vien nav pamanīts līdz neveiksmei.
• Izplatīts: 304 Nerūsējošais tērauds, ko izmanto jūras vai baseina vidē.

Plaisas korozija

Korozija ekranētās vietās ar stagnējošu elektrolītu

• Izraisīt: Notiek šaurās spraugās, kur skābeklis nevar papildināt pasīvo plēvi, piemēram, zem blīves, mazgātāji, klēpja savienojumi, vai virsmas nogulsnes.
• Mehānisms: Skābekļa bada izraisa diferenciālu aerācijas šūnu; Ieslodzītā zona kļūst anodiska un ātri korodē.
• Izskats: Korozija zem plaisas, Bieži vien nav redzams ārēji.
• Izplatīts: Jūras ūdens lietojumprogrammas, atlocīti locītavas, vai aprīkojums ar sarežģītām ģeometrijām.

Galvaniskā korozija

Elektroķīmiskā reakcija starp atšķirīgiem metāliem saskarē

• Izraisīt: Kad nerūsējošais tērauds ir elektriski savienots ar vairāk vai mazāk cēlu metālu elektrolīta klātbūtnē (Piem., laistīt), Viens metāls korodē.
• Piemērs: Nerūsējošā tērauda skrūves, kas saskaras ar alumīnija rāmjiem, alumīnija korozija var izraisīt.
• Smagums: Atkarīgs no metālu relatīvajām pozīcijām galvanisko sērijā un anoda lieluma attiecību pret katodu.

Stresa korozijas plaisāšana (SCC)

Pēkšņs, trausla kļūme zem stiepes stresa kodīgā vidē

• Izraisīt: Stiepes stresa kombinācija (atlikušais vai uzklāts), Konkrēti vides apstākļi (bieži bagāts ar hlorīdiem), un jutīga mikrostruktūra.
• Izskats: Mikroskopiskas plaisas, kas laika gaitā izplatās, izraisot katastrofālu neveiksmi.
• Izplatīts: 304/304L austenītiski nerūsējoši tēraudi zem stresa, mitrs, vai ar hlorīdiem bagāti apstākļi.
• Rūpniecības nozares: Ķīmiskā apstrāde, kodolieroču, pārtikas aprīkojums, un ūdens attīrīšanas iekārtas.

Starpgranulārā korozija (IGC)

Selektīvs uzbrukums gar graudu robežām

• Izraisīt: Hroma samazināšanās pie graudu robežām sensibilizācijas dēļ (sildīšana 450–850 ° C diapazonā), Bieži vien metināšanas laikā vai nepareiza termiskā apstrādes laikā.
• Mehānisms: Hroms apvienojas ar oglekli, veidojot hroma karbīdus, Samazinot izturību pret koroziju pie graudu robežām.
• Sekas: Metāls var parādīties neskarts, bet kļūst strukturāli novājināts.
• Profilakse: Zema oglekļa satura pakāpes, piemēram, 304L/316L vai stabilizētu pakāpes, izmantošana, piemēram, 321 (Stabilizēts) un 347 (Stabilizēts NB).

6. Faktori, kas ietekmē izturību pret koroziju

• Sakausējuma sastāvs: Augstāka cr (≥20 %), Noplūde (≥2 %), un ni saturs uzlabo pretestību.
• Virsmas apdare: Pulētas vai elektromolizētas virsmas pretojas uzbrukumam labāk nekā raupja vai marinēta apdare.
• Vide:

• • Hlorīdi (jūras ūdens, Sāļu atlaišana) ir agresīvākie.
  • Skābes un rūpnieciskie piesārņotāji (So, Noₓ) var sagraut pasīvo filmu.

• Mehānisks spriegums & Izgatavošana: Saliekšana, metināšana, un apstrāde var ieviest stiepes spriegumus un sensibilizācijas zonas.

7. Nerūsējošā tērauda pakāpes un to izturība pret koroziju

Nerūsējošie tēraudi ir plašā pakāpes spektrā, Katrs ir izstrādāts ar īpašiem leģējošiem elementiem un mikrostruktūrām

Lai nodrošinātu optimizētu izturību pret koroziju un mehāniskām īpašībām mērķtiecīgai videi.

Pareizas pakāpes atlasīšana ir būtiska, lai nodrošinātu ilgmūžību, drošība, un rentabilitāte.

Korozijas rezistences kopsavilkums pēc pakāpes

8. Rūsas uzturēšana un profilakse

Kā maksimizēt nerūsējošā tērauda ilgmūžību un veiktspēju

Neskatoties uz tā reputāciju pret korozijas pretestību, Nerūsējošais tērauds nav pilnīgi imūns pret rūsu, it īpaši skarbā vidē.

Pareiza izvēle, rīkošanās, un uzturēšanas prakse ir būtiska, lai saglabātu tās integritāti, izskats, un izrāde.

Pareiza pakāpes atlase

Viens no visefektīvākajiem veidiem, kā novērst rūsu.

• 304 ir pietiekams iekštelpās, izžūt, un zema hlorīda lietojumi.
• 316 vai divstāvu pakāpes ir ieteicams jūras, rūpniecisks, vai ķīmiska vide ar augstu hlorīdu vai mitruma iedarbību.
• Augsta līmeņa pakāpe piemēram, 904Lukturis ir ideāli piemēroti ārkārtīgi kodīgiem medijiem, piemēram, sērskābe vai jūras ūdens.

Virsmas apstrāde, lai uzlabotu izturību

Nerūsējošais tērauds paļaujas uz savu pasīvo slāni - plānu, Ar hromu bagāta oksīda plēve-korozijas aizsardzībai. Šī slāņa uzlabošana vai atjaunošana var ievērojami samazināt rūsas risku.

• Pasniegšana: Ķīmiska apstrāde (Bieži vien slāpekļa vai citronskābes bāzes) kas noņem brīvo dzelzi un veicina hroma oksīda plēves augšanu.
• Elektropolēšana: Izlīdzinās un mikroskopiski izlīdzina virsmu, plaisu veidošanās un piesārņotāju samazināšana, kas veicina lokalizētu koroziju.
• Marinēšana: Noņem siltumizolatorus oksīda slāņus vai mērogu, kas veidots metināšanas un augstas karstuma apstrādes laikā.

Regulāra tīrīšana un vides pārvaldība

Pat labākās pakāpes var korozēt, ja piesārņota vai atstāta neapstiprināta.

Vides piesārņotāji, piemēram, hlorīdi, sulfāti, un dzelzs daļiņas laika gaitā var ierosināt koroziju.

Uzturēšanas padomi:

• Regulāri notīriet virsmas ar viegls mazgāšanas līdzeklis un silts ūdens.
• Izvairīties no lietošanas tērauda vilnas vai oglekļa tērauda sukas, kas var atstāt dzelzs atradnes.
• Izmantot mīkstas drānas vai plastmasas berzes spilventiņi.
• Rūpīgi izskalojiet, it īpaši pēc saskares ar sālsūdeni, skābes, vai ķīmisko vielu tīrīšana.
• Rūpniecības apstākļos, ievietot Aizsardzības barjeras vai sausinātāji kur nepieciešams.

Izgatavošana un uzstādīšana labākā prakse

Slikta apstrāde griešanas laikā, metināšana, vai uzstādīšana var sabojāt aizsargājošo oksīda slāni vai ieviest piesārņotājus.

• Izmantot specializēti nerūsējošā tērauda instrumenti Lai izvairītos no savstarpējas piesārņojuma ar oglekļa tēraudu.
• Pēc metināšanas, piemērot tīrīšana pēc mīkstuma un pasniegšana Lai noņemtu skalu un siltumu.
• Izvairīties asi stūri un plaisas dizainā, lai samazinātu mitruma ieslodzījumu.
• Novērst galvaniskā savienošana ar atšķirīgiem metāliem, ja vien nav pareizi izolēti.

9. Parastie mīti par nerūsējošā tērauda rūsēšanu

“Nerūsējošais tērauds nekad nerūsē?”

Kā apspriests visā šajā rakstā, nerūsējošais tērauds nav imūns pret rūsēšanu.

Kaut arī tas piedāvā lielisku izturību pret koroziju, salīdzinot ar oglekļa tēraudu, Īpašie apstākļi var izraisīt pasīvā slāņa sadalījumu un ierosināt rūsas veidošanos.

“Viss nerūsējošais tērauds ir vienāds?”

Ir daudzas nerūsējošā tērauda pakāpes, katrs ar dažādām sakausējuma kompozīcijām un īpašībām.

Izturība pret koroziju, izturība, un citas pazīmes dažādās pakāpēs ievērojami atšķiras. Nepareizas pakāpes izvēle lietojumprogrammai var izraisīt priekšlaicīgu koroziju un neveiksmi.

“Nerūsējošā tērauda nav uzturēšanas?”

Nerūsējošam tēraudam nepieciešama regulāra apkope, lai saglabātu tā izturību pret koroziju.

Tīrīšana, Aizsardzība pret skarbu vidi, un, Dažos gadījumos, Virsmas apstrāde ir nepieciešama, lai novērstu piesārņotāju veidošanos un nodrošinātu pasīvā slāņa integritāti.

10. Secinājums

Noslēgums, Nerūsējošais tērauds ir ievērojams materiāls ar izcilām korozijai izturīgām īpašībām, Bet tas nav necaurlaidīgs rūsai.

Nerūsējošā tērauda unikālais sastāvs, īpaši hroma loma pasīvā slāņa veidošanā, nodrošina savu raksturīgo izturību pret koroziju.

Tomēr, Dažādi faktori, ieskaitot hlorīdu iedarbību, skābes, mehānisks spriegums, un nepareiza apkope, var apdraudēt šo pretestību un izraisīt rūsēšanu.

Izpratne par dažādiem korozijas veidiem, kas var ietekmēt nerūsējošo tēraudu, Faktori, kas ietekmē tā izturību pret koroziju,

un atbilstošie apkopes un profilakses pasākumi ir svarīgi, lai maksimāli palielinātu nerūsējošā tērauda produktu un konstrukciju kalpošanas laiku un veiktspēju.

Izkliedējot kopīgus mītus un pieņemot apzinātus lēmumus par materiālu izvēli, virsmas apstrāde, un uzturēšana,

Mēs varam nodrošināt, ka nerūsējošais tērauds joprojām ir uzticams un izturīgs materiāls plašā lietojumprogrammu diapazonā.

 

LangHe: Precīza nerūsējošā tērauda liešana & Izgatavošanas pakalpojumi

LangHe ir uzticams nodrošinātājs Augstas kvalitātes nerūsējošā tērauda liešanas un precizitātes metāla ražošanas pakalpojumi, Kalpošanas nozares, kur darbība, izturība, un izturība pret koroziju ir kritiska.

Ar uzlabotām ražošanas iespējām un apņemšanos ievērot inženierzinātnes izcilību, LangHe Nodrošina uzticamu, Pielāgoti nerūsējošā tērauda risinājumi, lai izpildītu visprasīgākās lietojumprogrammas prasības.

Mūsu nerūsējošā tērauda spējas ietver:

• Investīciju liešana & Zaudēta vaska liešana
  Augstas precizitātes liešana sarežģītām ģeometrijām, Nodrošināt stingras pielaides un augstākas virsmas apdari.
• Smilšu liešana & Čaumalas veidne
  Ideāli piemērots lielākām sastāvdaļām un rentablai ražošanai, Īpaši rūpnieciskām un strukturālām detaļām.
• CNC apstrāde & Pēcapstrāde
  Pilnīgi apstrādes pakalpojumi, ieskaitot pagriezienu, frizēšana, urbšana, pulēšana, un virsmas procedūras.

Vai jums ir nepieciešami augstas precizitātes komponenti, sarežģīti nerūsējoši komplekti, vai pasūtījuma inženierijas daļas, LangHe ir jūsu uzticamais partneris nerūsējošā tērauda ražošanā.

Sazinieties ar mums šodien Lai uzzinātu, kā LangHe var piegādāt nerūsējošā tērauda risinājumus ar veiktspēju, uzticamība, un precizitāte jūsu nozare prasa.