什么是不銹鋼?
一類被稱為不銹鋼的鐵基合金以其抗腐蝕性而聞名。鐵是所有鋼的主要成分。如果其中至少有10.5%的鉻,鐵就不會生銹。盡管低碳鋼比不銹鋼更耐用,但錳、銅和鎳等微量添加物可以使鋼更堅固,同時保持其防銹性能。碳、氮、鋁、硅、硫、鈦、鎳、銅、硒、鈮、鉬等元素都存在于各種形式的不銹鋼中。在機械和建筑行業,不銹鋼是一種不可缺少的商品。
什么是鐵銹?
從技術上講,鐵銹是水合氧化鐵(III),通常被稱為氧化鐵(Fe2O3),它是在鐵與氧氣和水結合時產生的,這一反應過程被稱為氧化作用。鐵銹是暴露在空氣和水分中時在金屬表面形成的紅色或橙色涂層。例如,當碳鋼暴露在濕氣中,鋼中的鐵與氧氣發生反應,就會產生鐵銹。生銹的時間長短取決于它被暴露的程度。術語 "鐵銹 "是指鐵及其合金的氧化和腐蝕。常見的鐵銹有三種類型:接觸腐蝕、點蝕和空腔腐蝕以及縫隙腐蝕。由于金屬上的鐵銹,基材最終會失去機械強度,導致其失效。
什么構成不銹鋼?為什么不銹鋼不會生銹?
當不銹鋼中的鉻與氧氣相互作用時,在合金表面形成一層薄薄的氧化鉻涂層,這個過程是瞬時的,其速度應以納秒為單位,膜的厚度應以微米為單位記錄。不銹鋼的耐腐蝕性源于其在氧氣存在的情況下發展和補充氧化鉻層的能力。因為鉻原子的大小與它們的氧化物相同,它們會在表面整齊地包裝在一起,并形成一個幾原子厚的穩定層。 如果不銹鋼被損壞或刮傷,該層就會被移除,并快速形成額外的氧化物,以保護暴露的表面免受腐蝕。特定的添加物可以幫助合金抵御特定的腐蝕性化學品。例如,316不銹鋼含有鉬,而304不銹鋼不含鉬,因此316級合金比304更耐氯化物。
相比之下,鐵生銹很快,因為鐵原子比氧化層小得多,而且氧化層很松散,容易脫落。
然而,不銹鋼在氧化層下是不耐腐蝕的;一旦腐蝕開始,它就會迅速蔓延。此外,由于被動涂層需要氧氣來進行自我修復,所以不銹鋼在低氧和低循環條件下的耐腐蝕性很差。