Hoekom roes vlekvrye staal

Vlekvrye staal is 'n alomteenwoordige materiaal met 'n wye verskeidenheid toepassings - van gebruik in mediese toestelle, tot motoronderdele, tot juweliersware en kookgerei. Baie van die "magic" van hierdie metaal materiaal is dat dit vlekvry is, in teorie, dit roes nie. As jy egter al ooit 'n vlekvrye staalproduk besit of gebruik het, is dit waarskynlik dat jy roes (korrosie) opgemerk het en jy het dalk selfs bevraagteken of die naam 'n verkeerde benaming is. Waarom roes 'n materiaal wat as "vlekvrye" voorgehou word? Roes

Die meeste mense is bekend met metale, om vlekvrye staal in te sluit, wat roes wanneer dit aan omgewings soos seewater blootgestel word. Dikwels, sonder om die presiese wetenskap van wat gebeur te verstaan, aanvaar mense dat die blootstelling van 'n metaalproduk aan seewater 'n skadelike effek het. Die wetenskap agter korrosie van seewater is dat die water chloor bevat, wat korrosief is vir metale, insluitend vlekvrye staal. Korrosie van vlekvrye staal kan egter ook voorkom sonder om enige korrosieprodukte te produseer om te ontleed (behalwe roes), en wanneer 'n duidelike korrosiewe omgewing nie opgespoor kan word nie.

Om te verstaan ​​wat vlekvrye staal roes maak, is dit eers belangrik om die wetenskap te verstaan ​​wat tipies verhoed dat dit roes. Staal word van yster en koolstof gemaak, en vlekvrye staal bevat yster, koolstof en enige plek van 12-30% chroom. Vlekvrye staal kan ander elemente soos nikkel en mangaan bevat, maar chroom is die sleutelelement wat dit roesbestand maak. Wanneer die oppervlak van normale staal aan suurstof blootgestel word, vorm dit gewoonlik ysteroksied (Fe2O3) wat die bekende rooi roeskleur het. Ysteroksied vorm nie 'n aaneenlopende laag op die staal nie, want die oksiedmolekule het 'n groter volume as die onderliggende ysteratome, en spat uiteindelik af en laat vars staal blootgestel wat dan 'n skadelike roesiklus begin. Wanneer vlekvrye staal aan suurstof blootgestel word, word chroomoksied op die oppervlak van die staal geskep omdat chroom 'n baie sterk affiniteit vir suurstof het. Die chroomoksied is 'n baie dun laag wat nie afbreek nie, en dit verhoed verdere oksidasie van die vlekvrye staal. Selfs as vlekvrye staal gekrap word en die chroomoksiedlaag verwyder word, sal 'n nuwe chroomoksiedlaag vorm en die res van die vlekvrye staal daaronder beskerm. Solank daar genoeg chroom teenwoordig is, sal die chroomoksiedlaag aanhou om die vlekvrye staal te beskerm en te verhoed dat dit roes.

Het jy al ooit 'n staaldraadwiel of staalwol gebruik om 'n vlekvrye staal gereedskap skoon te maak, en dan het die vlekvrye gereedskap geroes op dieselfde plek wat skoongeborsel is? Of het jy 'n vlekvrye staalhouer of wasbak sien roes? Vlekvrye roes in die afwesigheid van 'n korrosiewe element (soos chloor) is gewoonlik van baie klein staaldeeltjies wat aan die vlekvrye staaloppervlak raak. Chroom kan vlekvrye staal beskerm as die gelokaliseerde konsentrasie meer as 12% is, maar as jy die vlekvrye oppervlak met voldoende staaldeeltjies bedek, kan die gelokaliseerde konsentrasie chroom onder die 12%-drempel val en die chroomoksiedlaag beskerm nie die vlekvrye staal van suurstofaanval. As hierdie tipe korrosie met vlekvrye staal gebeur, is dit regmaakbaar deur: (A) Al die roes skoon te maak, en dan (B) die klein staaldeeltjies te verwyder deur die vlekvrye staaldeel deeglik skoon te maak, gewoonlik met 'n oplosmiddel. Hierdie twee stappe moet die chroomoksiedlaag toelaat om die vlekvrye te beskerm teen verdere oksidasie.

’n Minder algemene vorm van roes in vlekvrye staal is nadat die vlekvrye aan baie hoë temperature blootgestel is, dikwels in die 750-1550°F-reeks (400-850°C)1. Hierdie tipe korrosie word dikwels gesien in sweistoepassings waarin vlekvrye verhit en dan afgekoel word. As dit gebeur, kan "sensitisering" plaasvind, dit is waar die koolstof en die chroom in die vlekvrye staal saambind en karbiede vorm. Hierdie karbiede plaas hulself by die korrelgrense van vlekvrye staal, en die korrelgrense raak 'n tekort aan chroom. Met laer chroomkonsentrasies by die korrelgrense kan die chroomoksied beskermende laag diskontinu word en roes word moontlik. "Sensibilisering" kan vlekvrye staal vir ewig verwoes; die skade kan egter soms versag word met komplekse hittebehandeling.

Alhoewel roes iets is wat die meeste van ons op 'n alledaagse basis sien en na 'n eenvoudige verskynsel blyk te wees, kan dit die gevolg wees van 'n aantal komplekse prosesse. Om die materiaalwetenskap van metale te verstaan, is van kritieke belang om die korrekte produkprestasie te verseker en probleme, soos roes, op te los soos dit voorkom. Dit is ook van kritieke belang om die materiaalwetenskap van metale en roes te verstaan ​​wanneer jy aan 'n mislukkingsanalise-ondersoek werk wat korrosie behels