Типи корозії нержавіючої сталі, Атласстил

Нержавіючі сталі не є природними благородними матеріалами як золото або платина, які більш менш інертні в більшості середовищ.

Корозійний опір нержавіючої сталі залежить від тонкого невидимого пасивного шару сталевої поверхні. Цей шар складається головним чином з хромованого окису, який формується в реакції з киснем, що міститься в повітрі.

Для самовідновлення після пошкодження цього шару сталь повинна містити принаймні 12% хрому.

Інші елементи сплаву, наприклад, молібден та азот покликані покращувати корозійний опір у корозійних середовищах. Пасивний шар може порушуватись повністю або частково з подальшою корозією в результаті. Тим не менш, пасивний шар має здатність відновлюватися в середовищі, що містить кисень, навіть не у великих кількостях. Також є середовища, які викликають постійну «несправність» пасивного шару. За обставин, де пасивний шар може бути відновлено, корозія відбувається на незахищеної поверхні.

Декілька форм корозії можуть статися в бездоганних сталях:

Однорідна (суцільна) корозія
Гальванічна (контактна) корозія
Пітингова (точкова) корозія
Щілинна корозія
Атмосферна корозія
Корозія міжкристалічна
Корозійне розтріскування під напругою
Корозійна втома

Опір корозії

Чому нержавіюча сталь опирається корозії?

Усі метали реагують із киснем у повітрі, формуючи шар окису на поверхні. Окис, сформований на звичайній сталі дозволяє окисленню продовжувати виробляти звичайну іржу. Оскільки бездоганні сталі містять більшеніж 10.5% хрому, показники окису змінюються. Багатий хромом окисний захисний шар або пасивний шар надає поверхні стали чудового опору корозії, щоб запобігати її появі. Це явище відоме як «пасивність».

Взагалі збільшення вмісту хрому покращує опір корозії нержавіючих сталей. Доповнення нікелю піднімає загальний опір корозії за більш агресивних умов. Присутність молібдену покращує обмежений опір піттингової корозії. Практично, феритні нержавіючі сталі обмежені м'яко-корозійними навколишніми середовищами та нормальною атмосферою. Обидва з феритних та аустенітних типів використовуються у виробництві кухонного посуду, і домашніх приладів, але через переважаючий опір корозії та простоти чищення, аустенітні переваги у галузях харчової промисловості та у виробництві обладнання для виготовлення напоїв. Оскільки аустенітні марки високостійкі до широкого діапазону хімікалій (кислоти, луг…) вони часто знаходять застосування у хімічних та переробних галузях промисловості.

У будь-якому нормальному довкіллі окислення захисне покриття пасивного хромистого окисного шару автоматично формується на поверхні нержавіючої сталі.
Коли подряпаний або механічно пошкоджений цей захисний шар, поверхня сталі позбавляється захисту атмосферного впливу.
Захисне покриття швидко самовідновлюється завдяки властивостям багатого хромом шару

Поняття про корозію металу

Корозія - це процес руйнування металу під впливом довкілля. За механізмом протікання розрізняють хімічну корозію, що виникає під впливом газів і неелектролітів (нафта), та електрохімічну, що розвивається у разі контакту металу зелектролітами (кислоти, луг, солі, волога атмосфера, ґрунт, морська вода).

Електрохімічна корозія має свої різновиди: рівномірна (по всій поверхні) та локальна (на окремих ділянках поверхні).

У неоднорідному, а часто і в однорідному металі, корозійний процес найчастіше реалізується за рахунок виникнення на поверхні сталі мікрогальванічних елементів у зв'язку з наявністю ділянок, що володіють різним електрохімічним потенціалом.

Електрохімічна неоднорідність може бути викликана як наявністю в сплаві декількох фаз, так і різницею електрохімічного потенціалу на межі зерна та обсягом зерна. У цьому випадку за межами зерна реалізується інтеркристалітна (міжкристалітна) корозія.

Сталі, стійкі проти електрохімічної корозії, називаються корозійностійкими (нержавіючими) сталями. Стійкість сталі проти корозії досягається введенням у неї елементів, що утворюють на поверхні щільні, міцно пов'язані з основою захисні плівки, що перешкоджають безпосередньому контакту із зовнішнім середовищем, а також електрохімічний потенціал, що підвищують її в даному середовищі.

Види корозії:

Рівномірна (поверхнева)
Місцева (крапкова)
Міжкристалітна (по межах зерен)
Корозія під напругою (ножова)
Електрохімічна корозія

Поняття міжкристалістної корозії (МКК) та способи боротьби з нею

Залізо не є корозійностійким металом. Чисте залізо активно взаємодіє зі всіма елементами. Підвищити корозійностійкість можна запровадженням легуючих елементів, які викликають його пасивацію. Пасивація - ефект створення на поверхні сталевої деталі тонкої захисної плівки, підшаром якої є кисень. Результат -електронний потенціал стає позитивним і поверхня стає менш схильною до корозії. Посилює пасивацію Cr, Ni, Cu, Mo, Pt, Pd. Особливо сильно впливає Cr.

Екв. Ni=%Ni + 30(%C) + 0,5(%Mn).

Екв. Cr=%Cr + %Mo + 1,5(%Si) + 0,5(%Nb).

Нагрів сталей, що містять велику кількість хрому, в інтервалі 400-800°З призводить до виділення в прикордонних зонах зерен карбідів хрому Cr23C6 і збіднення у зв'язку з цим зазначених зон хромом нижче 12% межі. Це спричиняє зниження електрохімічного потенціалу прикордонних ділянок аустенітного зерна та їх розчинення у корозійному середовищі. Корозійне руйнування має міжкристалітний характер, що призводить до крихкнення сталі, і називається міжкристалітною корозією (МКК).

Для зменшення схильності сталей до МКК у склад вводять сильні карбидообразующие елементи – титан чи ніобій – у кількості, що дорівнює п'ятикратному вмісту вуглецю. У цьому випадку утворюються карбіди типу TiC та NbC, а хром залишається у твердому розчині. Цей спосіб боротьби з МКК є найдорожчим.

Додавання сталі типу AISI 316Ti невеликої кількості титану (Ti) викликане необхідністю надання сталі спеціальних споживчих властивостей.

Дані корозійної стійкості

Символи та скорочення

гарний опір
задовільний опір
недостатній опір
не рекомендується