Ржавеет ли нержавеющая сталь?

When talking of stainless steel, it always refers to austenitic stainless steel (300 Series Stainless Steel), which includes 304, 316L, 321 and so on. As a professional поставщик труб из нержавеющей стали, всегда спрашивали, может ли нержавеющая сталь ржаветь? Вот ответ:

Нержавеющая сталь может ржаветь

Нержавеющая сталь заржавеет, и на ее поверхности образуется своего рода оксид. В настоящее время продаваемая на рынке нержавеющая сталь содержит элемент Cr, который предотвращает ржавление стали. А механизм коррозионной стойкости нержавеющей стали - это теория пассивирующей пленки.

Так называемая пассивирующая пленка представляет собой тонкую пленку с Cr₂О₃. Эта пленка может предотвратить коррозию нержавеющей стали в различных средах, что называется пассивацией.

О пассивационной пленке

Есть две причины пассивации: первая заключается в том, что нержавеющая сталь сама по себе обладает способностью к самопассивации, и эта способность будет усиливаться с увеличением содержания хрома, что делает ее устойчивой к ржавчине.

Другая причина заключается в том, что нержавеющая сталь образует пленку во время коррозии при помещении в водные растворы (электролиты) - вот почему нам необходимо проводить травление и пассивирование для трубы и фитинги из нержавеющей стали. Поэтому, когда пленка повреждена, она сразу же образует новую пассивирующую пленку.

Почему пленка не ржавеет?

Существует три причины коррозионной стойкости нержавеющей стали: a) пленка очень тонкая, всего несколько микрон, даже если содержание хрома превышает 10,5%; б) Удельная плотность пассивирующей пленки больше, чем у матриц.

Таким образом, коррозионной среде трудно разрушить пассивирующую пленку и вызвать дальнейшую коррозию подложки; c) Содержание хрома в пассивирующей пленке в три раза выше, чем в подложке, что делает ее очень устойчивой к коррозии.

Нержавеющая сталь может быть подвержена коррозии

При определенных обстоятельствах нержавеющая сталь может подвергнуться коррозии.

Due to its complicated application environment, the simple chromium oxide passivation film cannot meet the needs of highly corrosion-resistant environment. Therefore, according to the its different application, it requires the additional elements like молибден (Mo), copper (Cu), nitrogen (N) and others in the steel to improve the structure of the passivation film, making its corrosion resistance perform better.

Если добавлен Мо, он будет способствовать коллективной пассивации и предотвращать коррозию.

Если добавляется Cu, образование Cucl не будет взаимодействовать с коррозионной средой, так что может быть достигнуто улучшение его коррозионной стойкости.

Если добавлен N, обогащение Cr2N в пассивирующей пленке и увеличение концентрации Cr в пассивирующей пленке также повысит коррозионную стойкость стали.

Характеристики коррозионной стойкости

К показателям коррозионной стойкости SS предъявляются некоторые требования. Например, нержавеющая сталь 304 может проявлять коррозионную стойкость в одной среде, но может разрушаться в другой среде. Между тем коррозионная стойкость нержавеющей стали относительна. Пока что ни одна нержавеющая сталь не подвержена коррозии во всех средах.

Как показано на рисунке справа, из-за того, что дымовая пыль попадает на поверхность трубы из нержавеющей стали, после определенного периода времени на открытом воздухе и после дождевой эрозии мы видим, что на нержавеющей стали появились пятна ржавчины. поверхность трубы. Распространение пятен ржавчины - это расположение пыли.

Поэтому, когда к поверхности нержавеющей стали прилипают коррозийные вещества - например, железные опилки, копоть и подобные пятна, необходимо вовремя их очистить.

Сенсибилизация нержавеющей стали

Для нержавеющей стали, содержащей Cr, ее поверхность будет образовывать пленку оксида хрома и терять химическую активность, что называется состоянием пассивации. Однако, если аустенитная система находится при температуре, превышающей 475-850 ℃, элемент C будет объединяться с элементом Cr, образуя выделение карбида хрома (Cr23C6) на границе кристаллов, так что содержание Cr вблизи границы зерен будет значительно снижено. .
At this time, the corrosion resistance of steel will be reduced, and it will be very sensitive to the коррозионная среда. This phenomenon is called sensitization. Sensitization is the most vulnerable to oxidized acid environments as well as welding heat affected areas and inter-thermal bending processing areas. The methods to prevent sensitization include:

1. Когда температура повышается или падает между 475 ~ 850 ℃, происходит быстрое прохождение, чтобы предотвратить соединение элемента Cr с элементом C, так что карбид хрома не может быть выделен в осадок.
2. Для нержавеющей стали, которая уже вызывает явление сенсибилизации, следует провести высокотемпературную обработку твердым раствором и нагреть до температуры, достаточной для разложения карбида хрома (около 1040 ~ 1150 ℃). Затем применяется быстрое охлаждение, так что осаждение карбида хрома не может выпадать в осадок.
3. Adding low carbon stainless steel to 304L, 304LN, 316LN, 316LN, 316J1L, 317L, 317LN, so that element Cr cannot be combined with element C. Generally, when the content of C is below 0.05%, there will be no grain boundary corrosion in welding. However, special attention must be paid to the cleaning, and trying to avoid the pollution of oil and other substances containing C. When used in concentrated hot nitric acid or mixed acid containing hydroxy acid, the content of C should be less than 0.03%.
4. Use stabilized stainless steel containing titanium (Ti) or niobium (Nb), such as 316Ti, 321, 347, 348. The affinity of Ti, Nb and C is greater than Cr, and the precipitation temperature of titanium carbide and niobium carbide is higher than chromium carbide, so that the precipitation of chromium carbide can be avoided.

В общем, нержавеющая сталь может заржаветь. Но в тех же условиях ее скорость коррозии намного ниже, чем у других сталей, иногда ее даже можно игнорировать.