Устойчива ли нержавеющая сталь к коррозии?

Да, но нержавеющая сталь не обладает абсолютной коррозионной стойкостью. На нее влияет множество факторов, включая состав сплава, среду использования и состояние поверхности. Мы отвечаем на ряд вопросов о коррозионной стойкости нержавеющей стали, включая источник коррозионной стойкости нержавеющей стали, коррозионную стойкость различных марок и причины ржавчины нержавеющей стали, а также предоставляем вам некоторые методы предотвращения ржавчины и удаления ржавчины.

Почему нержавеющая сталь устойчива к коррозии?

Нержавеющая сталь — это коррозионно-стойкий сплав, его коррозионная стойкость обусловлена в основном наличием в составе сплава элемента хрома (Cr).

Защитная пленка

Коррозионная стойкость нержавеющей стали обусловлена чрезвычайно тонким пассивным оксидным слоем, который образуется на ее поверхности и в основном состоит из оксида хрома. Этот оксидированный слой образуется при реакции хрома в нержавеющей стали и кислорода в воздухе или воде, что эффективно предотвращает контакт металла с едкими веществами.

Хотя эта защитная пленка имеет толщину всего несколько нанометров, она очень прочная и самовосстанавливающаяся. Если поверхность повреждена, оксидный слой автоматически регенерируется, пока в окружающей среде достаточно кислорода. Эта особенность делает нержавеющую сталь очень подходящей для использования в суровых, подверженных износу средах.

Состав нержавеющей стали

Добавление других легирующих элементов влияет на коррозионную стойкость нержавеющей стали. Некоторые ключевые элементы включают:

Хром (Cr): Хром является важнейшим элементом, придающим нержавеющей стали коррозионную стойкость, его минимальное содержание составляет 10,5%, что способствует образованию защитного оксидного слоя.

Никель (Ni): Стабилизирует аустенитную структуру, повышая прочность и коррозионную стойкость, особенно в кислых средах.

Молибден (Mo): Повышает устойчивость к точечной и щелевой коррозии, особенно в средах с высоким содержанием хлоридов, например, в морских условиях.

Азот (N): Улучшает прочность и устойчивость к локальной коррозии. Часто добавляется в дуплексные и аустенитные нержавеющие стали.

Углерод (С): Улучшает твердость, но может вызвать межкристаллитную коррозию. Использование марок с более низким содержанием углерода (например, 304L, 316L) позволяет избежать этой проблемы.

Кремний (Si): Повышает стойкость к окислению, особенно при высоких температурах, а также улучшает устойчивость к кислым средам.

Титан (Ti): Предотвращает межкристаллитную коррозию в сварных нержавеющих сталях за счет стабилизации углерода и предотвращения образования карбидов хрома.

Медь (Cu): Он также повышает устойчивость к серной кислоте и дополнительно повышает способность стали противостоять коррозионному растрескиванию под напряжением в хлоридсодержащих средах.

Ниобий (Cb/Nb): Предотвращает межкристаллитную коррозию, подобно титану, используемому в жаропрочных марках нержавеющей стали (например, 347).

Точный состав этих элементов может варьироваться в зависимости от марки нержавеющей стали, влияя на ее устойчивость к различным видам коррозии.

Структурные условия

Микроструктура нержавеющей стали играет важную роль в определении ее коррозионной стойкости. Классифицируются на основе их микроструктурных характеристик, существуют три основных типа нержавеющей стали:

Аустенитные нержавеющие стали: Кристаллическая структура с гранецентрированной кубической (ГЦК) структурой, немагнитная, содержит большое количество хрома и никеля и является наиболее коррозионно-стойкой из всех видов нержавеющей стали.

Ферритные нержавеющие стали: Они магнитны и имеют объемно-центрированную кубическую (ОЦК) кристаллическую структуру. Они имеют высокое содержание хрома и низкое содержание никеля, что делает их менее коррозионностойкими, чем аустенитные нержавеющие стали, и более восприимчивыми к коррозии в средах, содержащих хлориды.

Мартенситные нержавеющие стали: Мартенситные нержавеющие стали (такие как 410, 420) имеют объемно-центрированную тетрагональную (BCT) структуру и известны своей твердостью и прочностью, но имеют более низкую коррозионную стойкость, чем аустенитные типы.

Ржавеет ли нержавеющая сталь?

Да. Несмотря на свое название, нержавеющая сталь не полностью защищена от ржавчины. В некоторых средах и при определенных условиях нержавеющая сталь действительно может корродировать. 

Сопутствующее чтение:
Ржавеет ли нержавеющая сталь?
Нержавеющая сталь зеленеет?

Почему нержавеющая сталь ржавеет?

Ржавчина на нержавеющей стали возникает, когда пассивный оксидный слой нарушается или повреждается. Эта поломка может быть вызвана:

• Механические повреждения: царапины, вмятины или удары могут повредить защитный слой, оставив лежащий под ним металл открытым для воздействия окружающей среды.
• Воздействие хлоридов: хлориды, обычно содержащиеся в соленой воде, солях для борьбы с обледенением дорог и даже в некоторых чистящих средствах, могут нарушить пассивный слой и привести к точечной коррозии.
• Недостаток кислорода: в средах с ограниченным содержанием кислорода, например, в щелях или под отложениями, пассивный оксидный слой может не восстановиться, что делает металл более уязвимым к коррозии.

Будет ли нержавеющая сталь ржаветь снаружи?

Иногда. Нержавеющая сталь может хорошо работать на открытом воздухе, особенно если используются высококачественные марки, такие как 316 или 2205 дуплексная нержавеющая сталь. Однако в прибрежных регионах, где в воздухе присутствует соль, даже такие марки, как 304, могут ржаветь, если не обслуживать их должным образом. Регулярная очистка и соответствующее обслуживание могут предотвратить появление ржавчины в этих условиях.

Ржавеет ли нержавеющая сталь в воде?

Да. Нержавеющая сталь обладает свойством водостойкости, хотя состав воды может играть решающую роль в определении ее срока службы. В частности, жесткая вода содержит большое количество минералов, таких как кальций и магний, которые осаждают остатки на поверхности стали, в конечном итоге повреждая ее коррозионно-стойкий пассивирующий слой. И наоборот, нержавеющая сталь может оставаться без ржавчины в течение более длительного времени при воздействии мягкой или чистой водной среды.

Ржавеет ли нержавеющая сталь в соленой воде?

Да. Соленая вода особенно агрессивна по отношению к нержавеющей стали. Хлориды в соленой воде ускоряют разрушение пассивного оксидного слоя, особенно в более низких сортах, таких как нержавеющая сталь 304. 

Для морских применений обычно используется нержавеющая сталь 316 с более высоким содержанием молибдена из-за ее высокой устойчивости к точечной и щелевой коррозии. Однако даже 316 может со временем подвергнуться коррозии без надлежащего обслуживания.

Сколько времени требуется нержавеющей стали для того, чтобы покрыться ржавчиной?

Скорость, с которой нержавеющая сталь ржавеет, зависит от нескольких факторов, включая марку стали, окружающую среду и наличие коррозионных агентов, таких как хлориды. В мягких условиях, например, в помещении, нержавеющая сталь может прослужить неограниченно долго без ржавчины. В более агрессивных условиях, например, вблизи океана, ржавчина может появиться в течение нескольких месяцев, если сталь не обслуживается должным образом.

Ржавеет ли хирургическая сталь?

Нет. Хирургическая сталь is designed to be corrosion-resistant, making it highly unlikely to rust under normal conditions. It typically contains a higher percentage of chromium, which forms a protective layer on the surface. However, if exposed to harsh conditions or improper care, it can develop corrosion over time. Regular cleaning and avoiding prolonged exposure to moisture can help maintain its integrity.

Типы коррозии нержавеющей стали

Существует множество типов коррозии нержавеющей стали, обусловленных различными условиями воздействия окружающей среды и материалов.

Равномерная коррозия

Равномерная коррозия равномерно поражает всю поверхность нержавеющей стали, что приводит к последовательной потере материала. Этот тип распространен в высококоррозионных средах, таких как сильные кислоты. Чтобы предотвратить это, выбирайте подходящую марку нержавеющей стали и используйте защитные покрытия.

Локальная коррозия

Локальная коррозия поражает определенные участки нержавеющей стали, часто вызывая более серьезные повреждения из-за своей скрытой природы.

• Точечная коррозия: Питтинговая коррозия вызывается разрушением пассивного слоя в локальных областях, обычно инициируемым хлоридами, что приводит к образованию небольших ямок или отверстий на поверхности металла. Питтинг распространен в морской среде и может быстро привести к разрушению материала, если его не устранить.

• Щелевая коррозия: Щелевая коррозия обычно происходит в ограниченных областях, куда кислород не может проникнуть должным образом, например, под прокладками, уплотнениями или отложениями. Без достаточного количества кислорода пассивный слой не может регенерироваться, что приводит к локальной коррозии внутри щели.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия происходит, когда нержавеющая сталь контактирует с более реактивным металлом, например, углеродистой сталью, и присутствует электролит, например, вода. В этом случае более реактивный металл действует как анод, ускоряя растворение, в то время как нержавеющая сталь действует как катод, с незначительной коррозией или без нее.

Межкристаллитная коррозия

Это особенно опасная форма коррозии нержавеющей стали. Она возникает по краям металлических зерен и не вызывает никаких изменений внешнего вида металла, но может резко снизить механические свойства конструкций и деталей, что приводит к внезапному повреждению оборудования. Межкристаллитная коррозия наблюдается как в аустенитных, так и в ферритных нержавеющих сталях.

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН)

SCC происходит, когда нержавеющая сталь подвергается растягивающему напряжению в коррозионных средах, особенно содержащих хлориды. Результатом является растрескивание, которое может привести к внезапному отказу материала.

Как предотвратить ржавчину нержавеющей стали?

Для предотвращения появления ржавчины на нержавеющей стали необходимо выбрать правильную марку, обеспечить уход за материалом и обработать его в соответствии с условиями, в которых он будет использоваться.

• Выберите подходящую марку: для суровых условий, таких как морские условия или промышленные применения с высоким уровнем воздействия хлоридов, используйте нержавеющую сталь марки 316 или дуплексную, которые обеспечивают лучшую устойчивость к точечной и щелевой коррозии.

• Регулярная очистка: Поддерживайте чистоту поверхностей из нержавеющей стали, регулярно удаляя отложения грязи, соли и химикатов. Используйте неабразивные чистящие средства и избегайте чистящих средств, содержащих хлориды.

• Пассивация: Пассивация — это укрепление пассивного оксидного слоя на нержавеющей стали посредством химического процесса. Эта обработка может применяться после изготовления для повышения коррозионной стойкости.

• Защитные покрытия: использование защитного покрытия, например порошкового, может обеспечить дополнительный барьер от коррозии.

Как удалить ржавчину с нержавеющей стали?

Если на нержавеющей стали образовалась ржавчина, существует несколько способов ее удаления:

Механическая очистка: Используйте мягкую ткань или неабразивные скребки, чтобы аккуратно удалить пятна ржавчины. Рекомендуется воздержаться от использования стальной ваты или металлических щеток, так как они могут повредить поверхность и ускорить процесс ржавления.

Химические средства для удаления ржавчины: Существуют средства для удаления ржавчины, специально предназначенные для нержавеющей стали. Эти продукты растворяют ржавчину, не повреждая поверхность и не затрагивая пассивный слой.

Пассивация: После удаления ржавчины рассмотрите возможность пассивации поверхности, чтобы восстановить оксидный слой и предотвратить появление ржавчины в будущем.

Сопутствующее чтение:
Как чистить и полировать нержавеющую сталь: удаление ржавчины и другие
Как удалить царапины с нержавеющей стали?

Какая нержавеющая сталь наиболее устойчива к коррозии?

Среди распространенных марок нержавеющей стали, 316 и 2205 дуплекс Нержавеющая сталь часто считается наиболее коррозионно-стойкой. Повышенное содержание молибдена в нержавеющей стали 316 придает ей исключительную устойчивость к точечной и щелевой коррозии, что делает ее идеальным выбором для применения в средах с высоким содержанием хлоридов.

Таблица коррозионной стойкости нержавеющей стали

Ниже приведено сравнение различных марок нержавеющей стали и их коррозионной стойкости в различных средах:

Ржавеет ли нержавеющая сталь 304?

Нержавеющая сталь № 304 обладает высокой устойчивостью к ржавчине из-за содержания хрома, но она все равно может корродировать при определенных условиях, особенно при воздействии соленой воды, едких химикатов или недостаточной очистки. Регулярное обслуживание и уход могут помочь предотвратить ржавчину.

Разъедает ли нержавеющая сталь обычную сталь?

Да, когда нержавеющая сталь контактирует с обычной сталью в присутствии влаги, может возникнуть гальваническая коррозия. Нержавеющая сталь становится катодом и не корродирует, но обычная сталь, выступающая в качестве анода, будет корродировать быстрее. Чтобы предотвратить это, убедитесь, что два металла не находятся в прямом контакте или используйте методы изоляции, такие как шайбы или покрытия.

Какая нержавеющая сталь более устойчива к коррозии: аустенитная или мартенситная?

Like 304 and 316, аустенитные нержавеющие стали are more corrosion-resistant than martensitic stainless steels like 410. Austenitic steels have higher chromium and nickel content, which gives them better resistance to corrosion, especially in environments containing chlorides.

Ржавеют ли украшения из нержавеющей стали?

Обычно нет. Ювелирные изделия из нержавеющей стали обычно изготавливаются из нержавеющей стали 304 или 316, которая обеспечивает отличную коррозионную стойкость. Несмотря на присущую им устойчивость к ржавчине, длительное воздействие агрессивных химикатов или соленой воды может постепенно привести к изменению цвета или потускнению этих материалов. Чтобы смягчить это, регулярная очистка и надлежащие методы обслуживания имеют важное значение для сохранения их первоначального вида и продления срока службы.

Другие металлы против нержавеющей стали

Окисляется ли нержавеющая сталь?

Да, нержавеющая сталь может окисляться. Хотя она образует защитный оксидный слой, который помогает предотвратить коррозию, воздействие определенных условий, таких как высокие температуры или агрессивные химикаты, может привести к окислению и потенциальному ухудшению с течением времени.

Тускнеет ли нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь может со временем потускнеть, особенно если она подвергается воздействию едких химикатов, загрязняющих веществ или высокосоленой среды. Потускнение обычно проявляется как изменение цвета поверхности, но его можно удалить с помощью надлежащей очистки. Регулярное обслуживание и очистка могут предотвратить потускнение и сохранить первозданный вид нержавеющей стали.

Сопутствующее чтение:
Нержавеющая сталь потускнеет или выцветет?
Как полировать нержавеющую сталь?

Ржавеет ли сталь?

Да, сталь может ржаветь. Ржавление происходит, когда железо в стали реагирует с влагой и кислородом, что приводит к коррозии. Это чаще встречается в углеродистой стали, которая не обладает коррозионно-стойкими свойствами, присущими нержавеющей стали.

Получите качественную нержавеющую сталь!

Понимая типы коррозии, которые могут повлиять на нержавеющую сталь, и как ее предотвратить, вы можете обеспечить долговечность и прочность ваших изделий из нержавеющей стали. Выбираете ли вы нержавеющую сталь для морской среды, промышленного применения или ювелирных изделий, пожалуйста, связаться с нами. Как профессиональный поставщик и производитель нержавеющей стали, мы будем рады помочь вам выбрать наиболее подходящий продукт!