Почему нержавейка не ржавеет: секреты оксида хрома
Нержавеющая сталь: она не ржавеет, в отличие от обычной. На первый взгляд это просто правило, но ключ к пониманию её устойчивости к коррозии кроется в химии. Разобраться в этом легко и интересно, и чем больше вы знаете, тем проще будет воспринимать этот материал.
Как образуется ржавчина
Ржавчина представляет собой продукт коррозии, возникающий, когда железо или сталь окисляются кислородом. В процессе окисления образуется рыхлый оксид, который со временем превращается в гидроксид именно это и есть привычная рыжая ржавчина.
Чудеса хрома
Но при добавлении всего лишь десяти процентов хрома в сталь происходит настоящая магия. Нержавейка, оказавшаяся под дождем или снегом, вдруг оказывается защищенной от ржавчины. Как же это работает?
Хром встраивается в кристаллическую структуру стали и равномерно распределяется по всей площади. При взаимодействии с кислородом он образует оксид хрома (Cr2O3), который создает тонкую, но прочную защитную пленку на поверхности материала. Эта пленка предотвращает окисление и, следовательно, предотвращает появление ржавчины.
Самопассивация и её особенности
Интересно, что если защитная пленка повреждается, то на её месте вновь формируется новая. Этот процесс называется самопассивацией. Главное условие достаточное количество хрома, который должен быть равномерно распределен по материалу.
Однако, если хрома недостаточно, защитный слой может оказаться недостаточно прочным и не сдержит коррозию. А если нержавейка оказывается в неблагоприятных условиях, таких как прибрежная зона с высокой влажностью и морским воздухом, даже 18% хрома могут не спасти. Морская соль, состоящая в основном из хлорида натрия, при высокой влажности размягчает защитную пленку, что позволяет ионам Cl- проникать и разрушать связь между атомами хрома и кислорода.
В результате нержавейка начинает подвергаться питтинговой коррозии, которая проявляется в виде кариеса на её поверхности. Поэтому даже самые лучшие образцы нержавейки могут поддаться коррозии, если условия становятся слишком агрессивными, сообщает Дзен-канал "УМАПАЛАТА".