Thép không gỉ có bị rỉ không?

1. Giới thiệu

Thép không gỉ có bị rỉ không? Mặc dù tên của nó, Thép không gỉ có thể và trong một số điều kiện nhất định, không có sự ăn mòn cục bộ.

Câu hỏi này có trọng lượng đáng kể cho bất kỳ ai chỉ định tài liệu trong kỹ thuật, sự thi công, hoặc sản phẩm tiêu dùng: sự xuất hiện lâu dài, tính toàn vẹn cấu trúc, và các yêu cầu bảo trì của các thành phần không gỉ, tất cả các bản lề về sự hiểu biết khi nào và tại sao khả năng chống ăn mòn nổi tiếng của nó có thể thất bại.

Trong các phần sau, Chúng tôi sẽ khám phá khoa học đằng sau lớp crom bảo vệ bằng thép không gỉ, các yếu tố kích hoạt môi trường có thể vi phạm nó, và các chiến lược thực tế để ngăn chặn sự ăn mòn không mong muốn.

2. Thép không gỉ là gì?

Thép không gỉ là a Hợp kim chống ăn mòn chủ yếu bao gồm sắt (Fe), crom (Cr), Và Carbon (C), cùng với các yếu tố hợp kim tùy chọn như Niken (TRONG), Molypden (MO), Và nitơ (N).

Khả năng chống rỉ và nhuộm độc đáo của nó khiến nó khác biệt với thép carbon thông thường và điều này phần lớn là do một thành phần chính: crom.

Vai trò của crom: Khiên vô hình

Điều gì làm cho thép không gỉ không gỉ ”là ít nhất 10.5% hàm lượng crom. Crom này phản ứng với oxy trong môi trường để tạo thành gầy, Lớp oxit ổn định trên bề mặt thép.

Được gọi là Lớp thụ động, Nó tự sửa chữa và hoạt động như một rào cản đối với độ ẩm và không khí, hai thành phần thiết yếu để hình thành rỉ sét.

Nghĩ về nó như một minh bạch, da kiên cường che chắn cho kim loại cơ bản.

Không giống như sơn hoặc lớp phủ, Bộ phim thụ động này tự làm mới nếu bị hư hỏng, oxy cung cấp oxy có mặt.

Các yếu tố hợp kim bằng thép không gỉ thông thường

Ngoài crom, Một số yếu tố khác có thể được thêm vào tinh chỉnh các thuộc tính của thép không gỉ cho các ứng dụng cụ thể:

Gia đình thép không gỉ

Có năm gia đình chính của thép không gỉ, từng được xác định bởi cấu trúc vi mô của họ:

• Austenitic (VÍ DỤ., 304, 316): Phổ biến nhất; Kháng ăn mòn cao; Không từ tính.
• Ferritic (VÍ DỤ., 430): Từ tính, chi phí thấp hơn, Ít chống ăn mòn.
• Martensitic (VÍ DỤ., 410, 420): Cứng và mạnh; Được sử dụng trong dao kéo; Kháng ăn mòn vừa phải.
• Song công (VÍ DỤ., 2205): Kết hợp các cấu trúc austenitic và ferritic; sức mạnh tuyệt vời và khả năng kháng clorua.
• Kết tủa cứng (VÍ DỤ., 17-4PH): Cường độ cao với khả năng chống ăn mòn vừa phải; Được sử dụng trong hàng không vũ trụ.

3. Nguyên nhân gây gỉ?

Để hiểu liệu thép không gỉ có thể bị rỉ không, Nó rất quan trọng để xác định trước Rust là gì và trong những điều kiện nó hình thành.

Rust là gì?

Rỉ sét là một loại ăn mòn cụ thể xảy ra khi sắt (Fe) phản ứng với ôxy (O₂) Và Độ ẩm (H₂O) Trong môi trường để hình thành oxit sắt-tiêu biểu Fe₂O₃·nH₂O, một chất bong tróc màu nâu đỏ.

Phản ứng này là điện hóa và dẫn đến sự xuống cấp của tính toàn vẹn cấu trúc kim loại.

Rust không chỉ là một vết bẩn bề mặt mà nó là một hoạt động, hình thức ăn mòn tiến triển ăn vào kim loại, làm suy yếu nó theo thời gian.

Điều kiện gây ra rỉ sét

Rust yêu cầu Ba thành phần quan trọng:

1. Sắt (hoặc hợp kim chứa sắt như thép)
2. Ôxy (Từ không khí hoặc nước)
3. Nước hoặc độ ẩm (hoạt động như một chất điện phân)

Khi các yếu tố này có mặt cùng nhau, một tế bào điện hóa hình thành:

• Vùng anốt: Sắt mất electron (quá trình oxy hóa), hình thành các ion sắt.
• Vùng cathodic: Oxy và nước chấp nhận các electron đó tạo thành các ion hydroxit.
• Các ion kết hợp với hình thành Hydroxit sắt, mà cuối cùng bị oxy hóa để rỉ sét.

Ăn mòn vs rỉ sét: Chúng giống nhau?

Không hoàn toàn. Trong khi rỉ sét là một hình thức ăn mòn, Không phải tất cả ăn mòn đều bị gỉ.

Ví dụ, Nhôm tạo thành một oxit trắng, Đồng tạo thành màu xanh lá cây patina, Và Thép không gỉ tạo thành các bản vá oxit đen hoặc nâuCác loại ăn mòn, Nhưng không phải là Rust Rust ”theo nghĩa nghiêm ngặt.

4. Có thể gỉ bằng thép không gỉ?

Mặc dù danh tiếng của nó, Thép không gỉ thực sự có thể rỉ sétChỉ có trong các điều kiện môi trường hoặc cơ học nhất định.

Đây là một sự khác biệt quan trọng: Thép không gỉ là chống ăn mòn, không chống ăn mòn.

Tại sao thép không gỉ chống gỉ

Thép không gỉ kháng ăn mòn bắt nguồn từ nó Hàm lượng crom cao (≥10,5%), cho phép hình thành một oxit crom thụ động (Cr₂o₃) phim ảnh. Bộ phim này là:

• Kính hiển vi mỏng, nhưng bảo vệ cao
• Tuân thủ và tự phục hồi với sự hiện diện của oxy
• Có khả năng ngăn chặn oxy và độ ẩm tiếp cận với thép bên dưới

Lớp thụ động này phân biệt thép không gỉ với thép carbon, hình thức nào xốp, oxit sắt bong tróc (rỉ sét) cho phép ăn mòn để nhân giống.

Tuy nhiên, Bộ phim thụ động này không thể phá hủy. Nó có thể được phá vỡ, tấn công hóa học, hoặc loại bỏ thể chất, đặc biệt là trong các điều kiện tích cực hoặc kiểm soát kém.

Khi nào và tại sao gỉ bằng thép không gỉ

Thép không gỉ rỉ sét Khi lớp thụ động của nó bị hư hại và không được phép cải cách. Điều này có thể xảy ra trong nhiều trường hợp:

Phơi nhiễm clorua (VÍ DỤ., nước mặn, thuốc tẩy):

• Các ion clorua xâm nhập vào lớp thụ động và bắt đầu ăn mòn rỗ.
• Thậm chí các lớp như thế nào 304 có thể hố trong môi trường chỉ có 30 ppm của clorua.

Thiếu oxy:

• TRONG kẽ hở hoặc dưới các khoản tiền gửi mà oxy không thể đạt được, Lớp thụ động có thể tái sinh.
• Điều này dẫn đến Ăn mòn kẽ hởCàng.

Ô nhiễm với các hạt sắt:

• Liên hệ với Công cụ thép carbon, Nghiền bụi, hoặc các hạt sắt có thể giới thiệu các vị trí ăn mòn.
• Những hạt nước ngoài bị rỉ sét, nhuộm màu bề mặt bằng thép không gỉ.

Môi trường có tính axit hoặc công nghiệp:

• Axit như lưu huỳnh, Hydrochloric, hoặc axit nitric có thể hòa tan màng thụ động.
• Nhiệt độ cao và các chất ô nhiễm đẩy nhanh sự cố này.

Căng thẳng cơ học hoặc xử lý nhiệt:

• Hàn hoặc làm việc lạnh có thể gây ra sự nhạy cảm (cacbua crom ở ranh giới hạt).
• Điều này làm giảm khả năng chống ăn mòn và dẫn đến Ăn mòn giữa các hạt.

Các ví dụ trong thế giới thực về rỉ sét bằng thép không gỉ

• Thiết bị nhà bếp: Các đốm gỉ gần bồn rửa hoặc máy rửa chén do muối và nhiệt.
• Lan can biển: 304 không gỉ ăn mòn trong cài đặt bên bờ biển; 316 Giá vé tốt hơn.
• Ống hàn: Rỉ sét tại các vỉa hàn nơi các vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt không bị thụ động đúng cách.
• Bảng kiến ​​trúc: Các vệt gỉ gây ra bởi muối trong không khí hoặc tiếp xúc với ốc vít không gỉ.

5. Các loại ăn mòn thép không gỉ

Mặc dù thép không gỉ được thiết kế để chống ăn mòn, nó không miễn dịch. Tính nhạy cảm của nó phụ thuộc vào tiếp xúc với môi trường, Thành phần hợp kim, Thiết kế hình học, và hoàn thiện bề mặt.

Thép không gỉ có thể bị địa phương hóa, Golvanic, và ăn mòn do căng thẳng—Chich với các cơ chế độc đáo, hậu quả, và chiến lược phòng ngừa.

Ăn mòn rỗ

Cuộc tấn công cục bộ xâm nhập vào bề mặt kim loại

• Gây ra: Các ion clorua (Cl⁻), thường thấy trong nước mặn, thuốc tẩy, và các tác nhân khử băng, Có thể phá vỡ cục bộ lớp oxit crom thụ động.
• Vẻ bề ngoài: Bé nhỏ, sâu sâu hoặc các hố ”trên bề mặt.
• Hậu quả: Có thể dẫn đến thủng nhanh chóng với mất kim loại tối thiểu, thường không bị phát hiện cho đến khi thất bại.
• Phổ biến trong: 304 Thép không gỉ được sử dụng trong môi trường biển hoặc hồ bơi.

Ăn mòn kẽ hở

Ăn mòn ở các khu vực được che chắn với chất điện giải tù đọng

• Gây ra: Xảy ra trong các khoảng trống chặt chẽ, nơi oxy không thể bổ sung màng thụ động, chẳng hạn như dưới miếng đệm, vòng đệm, Lap khớp, hoặc tiền gửi bề mặt.
• Cơ chế: Sự chết đói oxy gây ra một tế bào sục khí khác biệt; Khu vực bị mắc kẹt trở nên anốt và ăn mòn nhanh chóng.
• Vẻ bề ngoài: Ăn mòn bên dưới kẽ hở, thường không nhìn thấy bên ngoài.
• Phổ biến trong: Ứng dụng nước biển, khớp nối, hoặc thiết bị có hình học phức tạp.

Ăn mòn điện

Phản ứng điện hóa giữa các kim loại không giống nhau khi tiếp xúc

• Gây ra: Khi thép không gỉ được kết nối điện với kim loại ít nhiều với sự hiện diện của chất điện phân (VÍ DỤ., Nước), một kim loại ăn mòn ưu tiên.
• Ví dụ: Bu lông bằng thép không gỉ tiếp xúc với khung nhôm có thể khiến nhôm bị ăn mòn.
• Mức độ nghiêm trọng: Phụ thuộc vào các vị trí tương đối của kim loại trong chuỗi điện và tỷ lệ kích thước của cực dương so với cực âm.

Ăn mòn căng thẳng (SCC)

Đột nhiên, Thất bại giòn dưới căng thẳng kéo trong môi trường ăn mòn

• Gây ra: Sự kết hợp của ứng suất kéo (dư hoặc áp dụng), điều kiện môi trường cụ thể (thường giàu clorua), và cấu trúc vi mô nhạy cảm.
• Vẻ bề ngoài: Các vết nứt bằng kính hiển vi lan truyền theo thời gian, dẫn đến thất bại thảm khốc.
• Phổ biến trong: 304/304L Austenitic Thép không gỉ bị căng thẳng trong nóng, ẩm ướt, hoặc điều kiện giàu clorua.
• Các ngành công nghiệp bị ảnh hưởng: Xử lý hóa học, hạt nhân, Thiết bị thực phẩm, và nhà máy xử lý nước.

Ăn mòn giữa các hạt (IGC)

Tấn công chọn lọc dọc theo ranh giới hạt

• Gây ra: Sự suy giảm crom ở ranh giới hạt do sự nhạy cảm (Làm nóng trong phạm vi 450 Hàng850 ° C), thường trong quá trình hàn hoặc xử lý nhiệt không đúng cách.
• Cơ chế: Crom kết hợp với carbon để tạo thành cacbua crom, giảm khả năng chống ăn mòn gần ranh giới hạt.
• Kết quả: Kim loại có thể xuất hiện nguyên vẹn nhưng trở nên yếu về mặt cấu trúc.
• Phòng ngừa: Sử dụng các lớp carbon thấp như 304L/316L hoặc các lớp ổn định như 321 (Ổn định) Và 347 (NB ổn định).

6. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn

• Thành phần hợp kim: CR cao hơn (≥20 %), MO (≥2 %), và Ni Nội dung tăng cường sức đề kháng.
• Hoàn thiện bề mặt: Bề mặt được đánh bóng hoặc điện được đánh bóng chống lại cuộc tấn công tốt hơn so với hoàn thiện thô hoặc ngâm.
• Môi trường:

• • Clorua (Nước biển, DE -Irts muối) là tích cực nhất.
  • Axit và các chất ô nhiễm công nghiệp (Vì vậy,, Không) có thể làm xói mòn màng thụ động.

• Căng thẳng cơ học & Sự chế tạo: uốn, Hàn, và gia công có thể giới thiệu các ứng suất kéo và vùng nhạy cảm.

7. Lớp thép không gỉ và khả năng chống ăn mòn của chúng

Thép không gỉ đi kèm trong một phạm vi rộng của các lớp, mỗi thiết kế với các yếu tố hợp kim cụ thể và cấu trúc vi mô

Để cung cấp khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học được tối ưu cho các môi trường được nhắm mục tiêu.

Chọn đúng lớp là rất quan trọng để đảm bảo tuổi thọ, sự an toàn, và hiệu quả chi phí.

Tóm tắt khả năng chống ăn mòn theo cấp

8. Bảo trì và phòng ngừa rỉ sét

Cách tối đa hóa tuổi thọ và hiệu suất của thép không gỉ

Mặc dù danh tiếng của nó về khả năng chống ăn mòn, Thép không gỉ không hoàn toàn miễn nhiễm với rỉ sét, đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt.

Lựa chọn đúng, xử lý, và thực hành bảo trì là điều cần thiết để duy trì tính toàn vẹn của nó, vẻ bề ngoài, và hiệu suất.

Lựa chọn lớp thích hợp

Một trong những cách hiệu quả nhất để ngăn ngừa rỉ sét là chọn loại thép không gỉ thích hợp cho môi trường dự định.

• 304 đủ cho trong nhà, khô, và các ứng dụng clorua thấp.
• 316 hoặc lớp song công được đề nghị cho biển, công nghiệp, hoặc môi trường hóa học với phơi nhiễm clorua cao hoặc độ ẩm.
• Lớp hợp kim cao giống 904L là lý tưởng cho phương tiện truyền thông cực kỳ ăn mòn, chẳng hạn như axit sunfuric hoặc nước biển.

Phương pháp điều trị bề mặt để tăng cường sức đề kháng

Thép không gỉ dựa vào lớp thụ động của nó - một mỏng, Phim oxit giàu crom. Tăng cường hoặc khôi phục lớp này có thể làm giảm đáng kể nguy cơ bị rỉ sét.

• Thụ động: Một điều trị hóa học (thường dựa trên axit nitric hoặc citric) loại bỏ sắt tự do và thúc đẩy sự phát triển của màng oxit crom.
• Điện tử: Làm mịn và kính hiển vi bề mặt, Giảm sự hình thành kẽ hở và các chất gây ô nhiễm thúc đẩy sự ăn mòn cục bộ.
• Ngâm: Loại bỏ các lớp oxit có màu nhiệt hoặc tỷ lệ hình thành trong quá trình hàn và xử lý nhiệt cao.

Làm sạch thường xuyên và quản lý môi trường

Ngay cả các lớp tốt nhất cũng có thể ăn mòn nếu bị ô nhiễm hoặc bị bỏ lại.

Các chất gây ô nhiễm môi trường như clorua, sunfat, và các hạt sắt có thể bắt đầu ăn mòn theo thời gian.

Lời khuyên bảo trì:

• Bề mặt sạch thường xuyên với chất tẩy nhẹ Và Nước ấm.
• Tránh sử dụng Bàn chải bằng len hoặc thép carbon bằng thép, có thể để lại tiền gửi sắt.
• Sử dụng vải mềm hoặc miếng đệm nhựa cây nhựa.
• Rửa kỹ, Đặc biệt là sau khi tiếp xúc với nước mặn, axit, hoặc làm sạch hóa chất.
• Trong môi trường công nghiệp, cài đặt Rào cản bảo vệ hoặc Máy hút ẩm khi cần thiết.

Chế tạo và cài đặt thực tiễn tốt nhất

Xử lý kém trong quá trình cắt, Hàn, hoặc cài đặt có thể làm hỏng lớp oxit bảo vệ hoặc giới thiệu các chất gây ô nhiễm.

• Sử dụng Các dụng cụ bằng thép không gỉ chuyên dụng Để tránh nhiễm chéo với thép carbon.
• Sau khi hàn, áp dụng Làm sạch sau hàn Và thụ động Để loại bỏ quy mô và nhiệt độ.
• Tránh xa góc và kẽ hở Trong thiết kế để giảm thiểu độ ẩm.
• Ngăn chặn Khớp nối điện với kim loại không giống nhau trừ khi được cách nhiệt đúng cách.

9. Những huyền thoại chung về rỉ sét bằng thép không gỉ

“Thép không gỉ không bao giờ bị gỉ?”

Như đã thảo luận trong suốt bài viết này, Thép không gỉ không miễn dịch với rỉ sét.

Trong khi nó cung cấp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời so với thép carbon, Các điều kiện cụ thể có thể gây ra sự cố của lớp thụ động và bắt đầu sự hình thành rỉ sét.

“Tất cả thép không gỉ đều giống nhau?”

Có rất nhiều loại thép không gỉ, mỗi thành phần và tính chất hợp kim khác nhau.

Sức đề kháng ăn mòn, sức mạnh, và các đặc điểm khác khác nhau đáng kể giữa các lớp. Chọn sai điểm cho một ứng dụng có thể dẫn đến ăn mòn và thất bại sớm.

“Thép không gỉ không có bảo trì?”

Thép không gỉ yêu cầu bảo trì thường xuyên để duy trì khả năng chống ăn mòn.

Làm sạch, Bảo vệ khỏi môi trường khắc nghiệt, Và, Trong một số trường hợp, Phương pháp điều trị bề mặt là cần thiết để ngăn chặn sự tích tụ của các chất gây ô nhiễm và đảm bảo tính toàn vẹn của lớp thụ động.

10. Phần kết luận

Kết luận, Thép không gỉ là một vật liệu đáng chú ý với các đặc tính chống ăn mòn tuyệt vời, Nhưng nó không bị rỉ sét.

Thành phần độc đáo của thép không gỉ, đặc biệt là vai trò của crom trong việc tạo thành một lớp thụ động, cung cấp khả năng chống ăn mòn vốn có của nó.

Tuy nhiên, các yếu tố khác nhau, bao gồm tiếp xúc với clorua, axit, căng thẳng cơ học, và bảo trì không phù hợp, có thể thỏa hiệp sự kháng cự này và dẫn đến rỉ sét.

Hiểu các loại ăn mòn khác nhau có thể ảnh hưởng đến thép không gỉ, các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của nó,

và các biện pháp bảo trì và phòng ngừa thích hợp là rất cần thiết để tối đa hóa tuổi thọ và hiệu suất của các sản phẩm và cấu trúc bằng thép không gỉ.

Bằng cách xua tan những huyền thoại chung và đưa ra quyết định sáng suốt về lựa chọn vật chất, Xử lý bề mặt, và bảo trì,

Chúng tôi có thể đảm bảo rằng thép không gỉ tiếp tục là một vật liệu đáng tin cậy và bền trong một loạt các ứng dụng.

 

Langhe: Đúc bằng thép không gỉ chính xác & Dịch vụ chế tạo

Langhe là một nhà cung cấp đáng tin cậy của Các dịch vụ đúc bằng thép không gỉ chất lượng cao và các dịch vụ chế tạo kim loại chính xác, Phục vụ các ngành công nghiệp nơi thực hiện, độ bền, và khả năng chống ăn mòn là rất quan trọng.

Với khả năng sản xuất nâng cao và cam kết xuất sắc về kỹ thuật, Langhe cung cấp đáng tin cậy, Các giải pháp thép không gỉ tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất.

Khả năng thép không gỉ của chúng tôi bao gồm:

• Đúc đầu tư & Mất sáp đúc
  Đúc chính xác cao cho hình học phức tạp, Đảm bảo dung sai chặt chẽ và hoàn thiện bề mặt vượt trội.
• Đúc cát & Đúc vỏ
  Lý tưởng cho các thành phần lớn hơn và sản xuất hiệu quả về chi phí, đặc biệt là đối với các bộ phận công nghiệp và cấu trúc.
• Gia công CNC & Xử lý hậu kỳ
  Hoàn thành các dịch vụ gia công bao gồm cả lượt, xay xát, khoan, đánh bóng, và phương pháp điều trị bề mặt.

Cho dù bạn cần các thành phần chính xác cao, tổ hợp không gỉ phức tạp, hoặc các bộ phận được thiết kế tùy chỉnh, Langhe Là đối tác đáng tin cậy của bạn trong sản xuất thép không gỉ.

Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để tìm hiểu làm thế nào Langhe có thể cung cấp các giải pháp bằng thép không gỉ với hiệu suất, độ tin cậy, và chính xác nhu cầu ngành của bạn.