Γιατί είναι από ανοξείδωτο χάλυβα ανοξείδωτο;

- Aug 22, 2018-

Γιατί είναι από ανοξείδωτο χάλυβα ανοξείδωτο;


από την Anne Marie Helmenstine, Ph.D.


Το 1913, Αγγλικά μεταλλουργός Harry Brearly, εργάζονται σε ένα έργο για τη βελτίωση της τουφέκι βαρέλια, ανακάλυψε τυχαία ότι προσθέτοντας χρώμιο χάλυβα χαμηλού άνθρακα δίνει αντίσταση λεκέδων. Εκτός από την σιδήρου, άνθρακα, και χρώμιο, σύγχρονες από ανοξείδωτο χάλυβα μπορεί επίσης να περιέχει άλλα στοιχεία, όπως το νικέλιο, μολυβδαίνιο, νιόβιο και τιτανίου.

Νικέλιο, μολυβδαίνιο, νιόβιο και χρώμιο ενισχύουν την αντίσταση στη διάβρωση από ανοξείδωτο χάλυβα. Πρόκειται για την προσθήκη ενός ελάχιστου 12% χρώμιο για το χάλυβα που καθιστά αντισταθεί σκουριά, ή το λεκέ «λιγότερο» από άλλους τύπους χάλυβα. Το χρώμιο χάλυβα το συνδυάζει με το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα για να σχηματίσουν ένα λεπτό, αόρατο στρώμα χρωμίου που περιέχουν οξείδιο, που ονομάζεται παθητική ταινία. Τα μεγέθη των ατόμων χρώμιο και οξείδια τους είναι παρόμοια, οπότε το πακέτο τακτοποιημένα μαζί στην επιφάνεια του μετάλλου, που σχηματίζει ένα σταθερό στρώμα πάχους μόνο λίγων ατόμων. Αν το μέταλλο είναι κομμένα ή γδαρμένο και διαταράσσεται η παθητική ταινία, περισσότερο οξείδιο θα αποτελέσει γρήγορα και να ανακτήσει η εκτεθειμένη επιφάνεια, προστατεύοντάς το από οξειδωτική διάβρωση. Σίδερο, από την άλλη πλευρά, οξυδώνει γρήγορα επειδή ατομικής σιδήρου είναι πολύ μικρότερο από το οξείδιο, έτσι ώστε το οξείδιο σχηματίζει ένα στρώμα χαλαρά και όχι στενά-συσκευάστηκε και νιφάδες μακριά. Η παθητική ταινία χρειάζεται οξυγόνο για να αυτο-επισκευή, έτσι ανοξείδωτοι χάλυβες έχουν κακή διάβρωση αντίσταση σε περιβάλλοντα χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο και κακή κυκλοφορία.

Σε θαλασσινό νερό, χλωριούχα άλατα από το αλάτι θα επιτεθεί και να καταστρέψει την παθητική ταινία περισσότερο γρήγορα από ό, τι μπορεί να επισκευαστεί σε ένα περιβάλλον χαμηλού οξυγόνου.

Είδη από ανοξείδωτο χάλυβα

Οι τρεις κύριοι τύποι από ανοξείδωτο χάλυβα είναι ωστενιτικό, φερριτικοί και Μαρτενσιτικοί. Αυτά τα τρία είδη των χαλύβων αναγνωρίζονται από μικροδομή ή κυρίαρχη κρυσταλλική φάση τους.

Ωστενιτικοί: Ωστενιτικοί χάλυβες έχουν Ωστενίτης ως πρωτογενή φάση τους (πρόσωπο-κεντροθετημένη κυβικό). Αυτά είναι τα κράματα που περιέχουν χρώμιο και νικέλιο (μερικές φορές μαγγάνιο και άζωτο), διαρθρωμένη γύρω από τη σύνθεση τύπος 302 σιδήρου, χρωμίου 18% και 8% νικέλιο. Ωστενιτικοί χάλυβες δεν είναι σκληρυνόμενο με θερμική κατεργασία. Το πιο γνωστό από ανοξείδωτο χάλυβα είναι πιθανώς τύπος 304, μερικές φορές ονομάζεται INOX 304 ή απλά 304. Χειρουργική τύπος 304 ανοξείδωτο χάλυβα είναι μια ωστενιτικό χάλυβα που περιέχουν νικέλιο χρώμιο και 8-10% 18-20%.

Φερριτικούς: Οι φερριτικοί χάλυβες έχουν φερρίτη (σώμα στο κέντρο κυβικό) ως κύρια φάση τους. Αυτοί οι χάλυβες περιέχουν σίδηρο και χρώμιο, βάσει τύπου 430 σύνθεση του 17% χρώμιο. Φερριτικό χάλυβα είναι λιγότερο όλκιμο από ωστενιτικό χάλυβα και δεν είναι σκληρυνόμενο με θερμική κατεργασία.

Μαρτενσιτικούς: Τη μικροδομή χαρακτηριστικό orthorhombic μαρτενσίτης παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από Γερμανικά microscopist Adolf Martens γύρω στο 1890. Μαρτενσιτικοί χάλυβες είναι χαμηλή άνθρακος χάλυβες χτισμένο γύρω από τη σύνθεση του τύπου 410 σιδήρου, χρωμίου 12% και 0.12% άνθρακα. Αυτοί μπορεί να μετριάζεται και να σκληρύνει. Μαρτενσίτης δίνει χάλυβα μεγάλη σκληρότητα, αλλά επίσης μειώνει την σκληρότητά του και καθιστά εύθραυστο, έτσι μερικά χάλυβες είναι πλήρως υψηλό επίπεδο ασφαλείας.

Υπάρχουν επίσης και άλλες ποιότητες από ανοξείδωτο χάλυβα, όπως καθίζηση-σκλήρυνση, διπλής όψης, και χυτό ανοξείδωτο χάλυβα. Από ανοξείδωτο χάλυβα μπορεί να παραχθεί σε μια ποικιλία των τερμάτων και υφές και μπορεί να χρωματιστεί πέρα από ένα ευρύ φάσμα των χρωμάτων.

Παθητικοποίηση

Υπάρχει κάποια διαφωνία πέρα από το αν η αντοχή στη διάβρωση από ανοξείδωτο χάλυβα μπορεί να ενισχυθεί από τη διαδικασία της παθητικότητας. Ουσιαστικά, παθητικοποίηση είναι η αφαίρεση του ελεύθερου σιδήρου από την επιφάνεια του χάλυβα. Αυτό γίνεται με εμβάπτιση του χάλυβα ένα οξειδωτικό, όπως διάλυμα νιτρικού οξέος ή κιτρικού οξέος. Αφού αφαιρείται το ανώτερο στρώμα του σιδήρου, παθητικοποίηση μειώνεται επιφάνειας αποχρωματισμό. Ενώ παθητικοποίησης δεν επηρεάζει το πάχος ή την αποτελεσματικότητα του το παθητικό στρώμα, είναι χρήσιμη στην παραγωγή μια καθαρή επιφάνεια για μια περαιτέρω επεξεργασία, όπως επιμετάλλωση ή ζωγραφική. Από την άλλη πλευρά, αν το οξειδωτικό είναι ελλιπώς αφαιρεθεί από το χάλυβα, όπως συμβαίνει μερικές φορές σε κομμάτια με σφιχτές ενώσεις ή γωνίες, τότε μπορεί να προκαλέσει διάβρωση. Έρευνα υποδεικνύει ότι η μείωση της διάβρωσης επιφάνειας σωματιδίων δεν μειώνουν ευαισθησία στη διάβρωση διάβρωσης.