Почему ржавеет нержавеющая сталь?

Почему ржавеет «нержавейка»

Ржавчина на нержавеющей стали вызывает много вопросов. Действительно ли эта сталь нержавеющая? Если это нержавейка, то почему она заржавела? Откуда берется ржавчина? Будет ли нержавейка ржаветь и дальше, и приведет ли это к образованию сквозной коррозии?

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии потому, что их состав имеет высокий процент хрома. Когда этот элемент присутствует в стали в достаточном количестве и подвергается окислительному воздействию кислот, щелочей, воды, воздуха и других сред, он образует очень тонкий (130 ангстрем) непроницаемый слой оксида CrO, который останавливает дальнейшую коррозию.

В этом плане нержавеющие стали очень похожи на алюминий, который также формирует защитный окисный слой. От оксида алюминия слой CrO отличается тем, что он никогда не бывает таким толстым, что даже виден невооруженным глазом. Хром должен быть распределен равномерно в структуре стали для того, чтобы она стала «нержавейкой».

Что приводит к образованию ржавчины на поверхности из нержавеющей стали?

Ржавчина образуется на поверхности из нержавеющей стали тогда, когда недостаточно легирующего хрома для создания и поддержания необходимого оксидного слоя.

Простейшее условие, при котором ржавление может возникнуть на нержавеющей стали, — контакт обычной углеродистой или низколегированной стали с нержавеющей.

Еще один вид формирования ржавчины на нержавеющей стали происходит во время сварки, например, при сварке с использованием порошковой проволоки. На неочищенной поверхности нержавеющего металла может остаться тонкий слой свободного железа, который легко ржавеет, если металлическая поверхность не была очищена абразивным или химическим способом после сварки.

Технология изготовления и эксплуатации нержавеющей стали должна предусматривать отсутствие ее контакта с обыкновенной сталью, например, при изготовлении столов, подъемных средств, складских стеллажей и других металлоконструкций. Железная пыль, образующаяся при измельчении, резке, струйной очистке, должна быть как можно дальше от мест, где используется нержавеющая сталь.

Чистящие и абразивные инструменты, такие как шлифовальные круги и проволочные щетки, использованные ранее на углеродистой или низколегированной стали, не должны впоследствии применяться на нержавеющих сталях.

Для нержавеющей стали должны использоваться проволочные щетки только из нержавейки. Постоянное применение металлических щеток, даже из нержавейки, не рекомендуется, так как они оставляют на поверхности механические повреждения, способствующие образованию коррозии. Очистку проволочной щеткой можно использовать для удаления сварочного шлака.

Наличие свободного железа на поверхности нержавеющей стали, легко определяется путем опрыскивания стали водой и выдержки во влажном состоянии в течение нескольких часов.

Зоны, содержащие свободное железо, заржавеют и окрасятся.

Гораздо более быстрым способом выявления свободного железа является ферроксильный тест. Состав для обработки поверхности включает:

1) дистиллированная вода — 1 литр,

2) азотная кислота — 30 миллилитров,

3) ферроцианид калия — 30 грамм.

Обработка металла должна производиться в защитной одежде, поскольку состав содержит кислоту и цианиды. Поверхность на загрязненных зонах окрасится в синий цвет в течение нескольких минут. Затем состав нужно смыть водой и нейтрализовать раствором соды. Однако этот метод не подходит для испытания поверхностей, соприкасающихся с пищевыми продуктами.

Очень часто процесс коррозии развивается по краям сварного шва. Цвет оксидов может варьироваться от соломенного до темно-коричневого, в конечном итоге они превращаются в красный цвет ржавчины.

При нормальных атмосферных условиях коррозия, связанная со сваркой, не развивается, а просто выглядит некрасиво. Сварные швы должны быть очищены в течение одного или двух дней после сварочных работ, грубые или шероховатые поверхности должны быть зашлифованы, удалены царапины, шлак, флюс и брызги.

В продаже имеется много специальных чистящих веществ для нержавеющих сталей. Эти моющие средства изготавливаются на основе азотной или соляной кислот; они обычно удаляют небольшой слой материала (около 0,025 мм). После выдержки на поверхности они должны быть тщательно смыты и нейтрализованы водой с содой.

Пассивация в азотной кислоте изделий из нержавеющей стали помогает ускорить формирование оксидной пленки хрома, препятствующей корродированию металла.

Существует несколько видов коррозии нержавеющей стали:

1. Общая коррозия, когда наблюдается разрушение окисной пленки на всей поверхности. При проникновении галогенов (фтора, хлора, брома и йода) через пассивирующую пленку происходит активный процесс коррозии. Именно поэтому при чистке нержавеющих поверхностей нельзя использовать хлорсодержащие вещества, например, белизну. Хлориды являются главным врагом нержавеющей стали.

2. Щелевая коррозия. Она возникает при наличии небольшого зазора в конструкциях из нержавеющей стали. Процесс ярко проявляется на примере крепежных элементов, эксплуатирующихся в морской воде. Хлориды, содержащиеся в воде, способствуют удалению окисного слоя. При отсутствии доступа кислорода и движущихся потоков воды коррозия продолжается.

3. Точечная. Она аналогична гальванической коррозии при точечном поражении защитного оксидного слоя и одновременном воздействии агрессивной среды. Нержавеющая сталь в поврежденном месте становится анодом, а пассивированная часть металла — катодом, в результате анод начинает быстрее растворяться, вызывая питтинговую коррозию.

4. Гальваническая коррозия, возникающая в результате прямого контакта разнородных металлов в агрессивной токопроводящей среде, например, в морской воде. При проектировании нержавеющих конструкций должны учитываться внешнее воздействие среды и взаимодействие в этих условиях нержавейки с другими металлами.

5. Межкристаллитная коррозия, возникающая при очень высокой температуре, например, при сварке.

6. Эрозивная коррозия, возникающая в результате воздействия абразивной жидкости с большой скоростью, постоянно разрушающей оксидную пленку.

Каков же самый простой и эффективный метод борьбы с коррозией нержавеющей стали? Чистота, чистота, и еще раз чистота. Посмотрите на нержавеющую кухонную раковину в любом доме — она подвергается воздействию самых различных химических веществ, но ее поверхность всегда остается яркой.

Почему? Потому что постоянный поток свежей воды и протирка удаляют вредные химические вещества, которые могут повредить окисную пленку. Чистота имеет важнейшее значение для максимальной устойчивости нержавеющих сталей к коррозии.

Почему ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка или ничто не вечно под луной

В данной статье мы частично ответим на вопрос почему ржавеет нержавеющая сталь, но отвечать на этот вопрос будем не с технической точки зрения, описывая такие банальные и скучные причины ржавления, как появление общей, межкристаллитной, точечной, либо щелевой коррозии. Нет. Сегодня мы разберем причины ржавления нержавейки чисто по причине присутствия человеческого фактора. И не только его.

Одной из причин ржавления нержавейки по причине человеческого фактора может служить следующая ситуация. На предприятии по производству бассейнов появляется заказ на оснащение переливным бассейном небольшого фитнес-центра. А заказ этот появляется благодаря выигранному предприятием тендеру. В результате жесткой конкуренции пришлось значительно снизить стоимость изготовления бассейна. Предприятие пошло на снижение по причине выставленного счета на нержавеющую сталь AISI 316, из которого делаются бассейны, от одного из поставщиков, предложившего самую низкую цену на нержавеющие листы. Все документы и спецификации подписаны. Металл уже получен. Правда при приемке на складе заметили, что на листах нет маркировки. Зато сертификат поставщик к документам приложил, и даже дал небольшую отсрочку платежа. Через некоторое время предприятие изготовило у себя на производстве заказ, произвели монтаж бассейна и оборудования водоподготовки и даже предоставили заказчику программное обеспечение для контроля за насосами и фильтрами бассейна из нержавейки. Подписали акты-приемки. Отметили выполнение заказа и благополучно забыли. Ибо появились и другие заказы.

бассейн из нержавейки

А через полгода к предприятию-изготовителю обратился представитель заказчика с претензией появления точек темно-рыжего цвета в различных местах бассейна. После проведения осмотра чаши бассейна было выявлено, что точки ржавчины образовались в следствии воздействия реагентов, которыми обеззараживают воду. Но ведь в производстве использовалась кислотостойкая нержавейка AISI 316! Как такое могло произойти? После долгих разбирательств и поисков возможных причин случившегося на складе нашли небольшие куски закупленных когда-то листов и отдали кусок на хим. анализ. Выяснилось, что сталь, из которой сделали бассейн, и рядом не стояла по химическому составу со сталью AISI 316.

Что же в действительности произошло? Вы, конечно, можете сказать: не гонялся бы ты, поп, за дешевизной. Но не всегда низкая цена может означать, что вас хотят обмануть. Тут, к примеру, может сыграть тот факт, что у поставщика лежит металл, который он закупил по очень хорошей цене у завода-изготовителя. Но в данном случае произошло нечто другое. На производстве при приемке нержавеющих листов не придали особого значения отсутствию маркировки на поверхности листов, а как известно, именно по маркировке на листе нержавейки можно соотнести данные в сертификате, при проверке на подлинность. А металлоторговец, предоставивший низкую цену, сам у кого-то перекупил эти листы и просто предоставил сертификат от другой партии. Вот и результат.

На будущее: в случае предъявления высоких требований к изделиям из нержавеющей стали проверяйте наличие маркировки на листовой нержавейке и приобретайте товар у проверенных поставщиков.

Почему ржавеет нержавейка? Непредвиденная ситуация.

Может ещё случиться и такая ситуация. Допустим, вы купили нержавеющую металлопродукцию, не важно что — нержавеющий лист или профильную нержавеющую трубу, к примеру, марок стали AISI 430 или AISI 201, и решили использовать её в своем производстве по прямому назначению, скажем так, без фанатизма. И купили, можно сказать, прям с корабля, с которого контейнер с нержавейкой только поступил на склад продавца. Купили и забыли. Лежит он у вас на складе и ждёт своего часа. В один прекрасный день у рабочих на производстве руки доходят до купленной вами нержавейки, а она ржавая. Они смотрят на неё и глаза у них становятся такими 0_о. Звонят вам и у вас становится такое же выражение лица. Как так? – думаете вы. Вот же — на руках – свежёхонький сертификат на металлопродукцию. Вы так долго ждали поставки этой нержавейки! Ахи да охи, ругань с поставщиком. Срыв сроков выпуска продукции. Всё тлен.

стихийные бедствия могут попортить нержавейку при транспортировке

А что, собственно, случилось-то? Да, обычное чрезвычайное происшествие в процессе транспортировки морем контейнеров с нержавейкой на контейнеровозе. Судно попало в шторм. Залило водой. Морской водой. И хотя контейнеры для транспортировки делают не из нержавейки, а из кортеновской стали, устойчивой к атмосферной коррозии, морская соленая вода все-равно просачивается во внутрь контейнера, и вода с тридцатью пятью промилле (‰), являющимися показателем средней солености Мирового океана, таки вступает в контакт с нержавейкой, а результат взаимодействия соленой морской воды со сталью вы уже видели у себя складе. Так что ещё одним вариантом ответа на вопрос почему ржавеет нержавейка служит вышеописанная ситуация. И, как вы поняли уже, нержавеющая сталь AISI 201, а уж тем более AISI 430 не предназначены для работы в морской воде.

Почему ржавеет нержавейка? Простая невнимательность

небольшая очередь на загрузку на нашем складе с нержавейкой

Рассмотрим ещё пример. Заслали вы бойца на машине за металлом для нужд производства вашего к металлоторговцу. Да не за простым металлом, а за разномарочным. За черным и за нержавеющим. Хотя нержавейка и так относится к черному металлу, но сейчас не об этом. Итак, боец на базе. Его грузят. Листовым прокатом его грузят. И складывают всё друг на друга. Черный лист на лист нержавеющий. Без каких-либо прокладок между листами. И в процессе погрузки черный лист немного царапнул по нержавеющему. А ещё и моросит на улице слегка. В общем, созданы все условия для того, чтобы нержавейка начала ржаветь.

А всё почему? Потому что повреждён защитный слой оксидной пленки и происходит вытяжка железа на поверхность нержавеющего листа, которое и будет корродировать. Ибо вспомнив таблицу из ГОСТа 9.005 72-ого года рождения выпуска, в которой указана допустимость контактов различных металлов друг с другом, можно увидеть, что нержавеющие хромоникелевые и хромистые стали ну никоим образом не должны контактировать с низколегированной и углеродистой, то есть черной, сталью. От слова совсем. Разве что некоторым хромистым сталям ограничено допустимы контакты в атмосферных условиях и то при условии азотированного, оксидированного или фосфатированного покрытия низколегированной и углеродистой стали. Вот вам ещё один ответ на вопрос почему ржавеет нержавейка.

Почему ржавеет нержавейка? На заметку.

В данном примере нам не удастся ответить на вопрос почему же ржавеет нержавейка, так как мы просто рассмотрим вариант неправильного использования конкретной марки стали в определенных условиях. Предположим, ваш внук, являющийся большим поклонником Юрия Гагарина и главы компании Tesla и Space X, подходит к вам и говорит: — Деда, а давай сделаем ракету? Чем мы хуже американцев? – и действительно, чем? И вы, будучи увлеченным по молодости ракетостроением, решили с внуком на летних каникулах запустить на заднем дворе на вашей даче небольшую ракету. Не Р-7, конечно, а поменьше. Посмотрев старые записи, а также видео таких-же энтузиастов на ютубе, вы приступаете к работе в вашем гараже. Благо у вас сохранилось небольшое количество топлива на основе пары жидкий кислород и керосин, а неподалеку есть металлобаза.

И вот, после нескольких недель конструирования ваше чудо готово к запуску. Алюминиевый корпус полутораметровой ракеты и двигатель, у которого баки сварены из нержавеющих листов AISI 304, красуется на заднем дворе, а вы уже созвали всех соседей, внук успел сделать несколько селфи с гостями и скоро начнется обратный отсчёт до запуска. Чистое небо и приподнятое настроение способствует скорейшему запуску. Камеры телефонов наведены на вашу ракету, внук отсчитывает заветные «три, два, один! Поехали!» Производится поджиг топлива и запуск произведен! Из сопла раздается шум, химическая реакция окисления с последующим выделением тепла идёт полным ходом. Металлические хомуты, приваренные к профильным трубам, являющиеся подобием ферм-опор, отводятся от корпуса ракеты и обтекаемая конструкция несется ввысь. В считанные секунды ракета со свистом взлетает под восторженные возгласы смотрящих, оставляя за собой небольшое количество дыма. Оптика камер телефонов пытается отследить быстро удаляющийся объект в небе. Проходит секунд десять, как вдруг небольшая вспышка в небе даёт вам понять, что до стратосферы вашей ракете не дотянуть. Удивленные вскрики гостей и протяжное «Н-е-е-е-т!» вашего внука, переносящего свой взор на вас, зарождает в последующей молчаливой паузе немой вопрос — Как тебе такое, Илон Маск? Что же могло произойти?

Есть подозрения, что произошёл взрыв в отсеке с жидким топливом. А произошёл он потому, что нержавеющая сталь AISI 304 не выдерживает такие температуры, при которых горело керосинное топливо с кислородом. В ГОСТе 5632-72, где отечественным аналогом импортной стали является нержавеющая сталь 08Х18Н10 указано, что рекомендуемая максимальная температура применения 800 °С. Горение же топлива происходило при температурах, дважды превышающих этот показатель. К слову сказать, сам двигатель нужно было лучше сделать из меди, ведь благодаря её намного высокой, чем у нержавейки, теплопроводности, ракета бы пролетела значительно выше из-за того, что стенки баков в двигателе прогорели-бы позже. Так что на будущее имейте в виду, что лучше использовать нержавеющую сталь согласно её специфики применения, нежели омрачить воспоминания внука о лете, проведенном у дедушки на даче.

А если говорить серьезно, то вы можете просто обратиться к нам в компанию СтенлисПро, и мы избавим вас от хлопот выбора той или иной марки нержавеющей стали для ваших нужд. Звоните — (812) 320-14-01

Смотрите также:

Оформление заказа

Для осуществления заказа вам достаточно позвонить по телефону 8 (800) 333-06-56 (Бесплатный звонок по РФ).
Склад с нержавеющей продукцией находится в СПб на Парнасе, Энгельса пр-кт, 163. Вся продукция сертифицирована.

Что делать, если ржавеет нержавейка

Нержавеющая сталь – высококачественный металл, прошедший легирование с добавлением ряда химических веществ, придающих антикоррозионные свойства. За счет легирования сталь становится невосприимчивой к действию влаги, воздуха, многих агрессивных сред. Но порой даже этот материал начинает портиться, на нем появляются некрасивые пятна ржавчины. Почему ржавеет нержавейка? Причин может быть несколько, и основная из них – неправильная эксплуатация.

Может ли нержавейка ржаветь?

Существует три группы нержавеющих сталей, каждая из которых имеет свои особенности и специфику применения:

  1. Коррозионностойкая сталь. Имеет высокую стойкость к коррозии в неосложненных условиях – в быту, на производстве.
  2. Жаростойкая сталь. Обладает термостойкостью, не ржавеет при повышенных температурах, может применяться на химических заводах.
  3. Жаропрочная сталь. Остается механически прочной при высоких температурах.

Таким образом, не все виды нержавейки предназначены для эксплуатации в той или иной агрессивной среде. К примеру, использование обычной нержавеющей стали на пищевом производстве, частое мытье с хлорсодержащими средствами вызовет быструю порчу материала. Аналогично применение металла в морской воде приведет к повышению скорости коррозии в разы.

Также ржавчина часто появляется на нержавейке после сварки (термической обработки), которая была произведена без соблюдения определенных правил. После механического повреждения металла последствия будут аналогичными: в месте дефекта возникнет точечная коррозия. Гладкий, полированный материал обычно ржавеет менее интенсивно, чем шероховатый: на последнем элементы коррозии могут появиться гораздо быстрее.

Защита от ржавчины нарушается там, куда попала раскаленная окалина, поскольку от сильного повышения температуры в нежаростойкой стали происходит выгорание легирующих веществ (в основном хрома). После прогорания дыр их края и прилегающие зоны становятся подверженными коррозии, хотя более глубокие слои металла чаще всего остаются неповрежденными. Спасти нержавейку поможет обработка травильными пастами, специальными эмульсиями.

Прочие причины коррозии нержавеющей стали:

  • контакт материала с обычной углеродистой сталью (в том числе посредством инструментов, которыми раньше резали простую сталь);
  • регулярная чистка металлическими щетками;
  • игнорирование механической или химической обработки сварного шва.

Причиной коррозии металла может стать и его изначально низкое качество. Стойкость стали к ржавлению обусловлена присутствием хрома в достаточном количестве. Этот элемент после воздействия воды, воздуха, кислот и щелочей формирует тончайший непроницаемый слой, который не дает материалу ржаветь. Если хрома в составе мало либо он распределен неравномерно, создание и поддержание оксидного слоя становится невозможным.

Факторы, определяющие стойкость металла к коррозии

Чтобы металл не был подвержен коррозии, он должен пройти пассивацию – переход поверхности в неактивное (пассивное) состояние, при котором на ней формируется тонкий защитный слой. Хорошая нержавейка быстро и легко пассивируется при обычных атмосферных условиях – контакте с кислородом из воздуха. Чем больше хрома в составе стали, тем выше ее пассивационная способность и антикоррозионные свойства.

Кроме хрома, легирование стали производят с помощью никеля. Он тоже способствует пассивации, но в чуть меньшей степени. Оба металла придают наивысшую антикоррозионную стойкость, хотя в состав стали могут вводиться и иные элементы: медь, ниобий, молибден. Для усиления защитных свойств любые добавки должны находиться в стандартном состоянии, а при изменении их структуры стойкость к коррозии падает (например, при переходе хрома в форму нитрида, карбида). Это может произойти во время контакта с сильными кислотами: серной, соляной, плавиковой.

Пассивный слой

Под пассивным слоем понимают тонкую оксидную пленку, которая формируется на стали после реакции хрома с кислородом. Она благоприятно воздействует лишь на свойства нержавейки: на обычной стали кислород при взаимодействии с атомами железа провоцирует формирование мелких пор и появление ржавчины. Слой коррозии тоже будет называться пассивным, ведь он реакционно инертен по отношению к окружающей среде.

Виды коррозии нержавеющей стали

По типу развития, причине появления и признакам выделяют несколько видов коррозии нержавейки.

Щелевая коррозия нержавеющих сталей

Щелевая коррозия – широко распространенный вид ржавления нержавейки. Она развивается там, где есть небольшой зазор в конструкции, например, когда вода проникает под крепежные элементы внутрь изделия. Второй поверхностью при этом обычно выступает резиновый уплотнитель, прокладка, а порой и металлический элемент.

Механизм формирования щелевой коррозии таков:

  1. Скопление агрессивных ионов в зазоре, вытеснение кислорода.
  2. Появление анода в зазоре (материал вне зазора при этом играет роль катода).
  3. Образование коррозии из-за изменения кислотности среды и электрохимических реакций.

Чтобы предотвратить щелевую коррозию, нужно правильно проектировать конструкции. Важно обеспечивать катодную защиту, которая снизит кислотность, а также улучшать текучесть среды.

Общая поверхностная коррозия

Общей коррозией называют равномерное нарушение структуры металла в части поверхностного слоя. Она вызывает разрушение оксидной пленки на большей части изделия или по всей его площади. Обычно причиной является контакт с сильными щелочами, кислотами, соединениями йода, фтора, брома. Главным же «врагом» нержавейки считается хлор – именно поэтому для ее чистки нельзя применять хлорсодержащие моющие средства.

Точечная коррозия (питтинг)

Больше всего питтинговой коррозии подвержены именно нержавеющие стали, а также сплавы на основе алюминия, никеля. В отличие от обычной стали, которая чаще страдает от общей поверхностной коррозии, такие материалы в большинстве случаев покрываются именно питтингами – мелкими дефектами. Локальное разрушение пассивного слоя происходит в таких ситуациях:

  • царапание, механическое повреждение;
  • местное изменение состава стали;
  • точечное воздействие ионов хлора, серы, галогенидов;
  • повышение температуры.

Точечное ржавление считается самым распространенным среди разных видов нержавейки. Из-за него в баках появляются дырки, в трубах, резервуарах – мелкие трещинки. Обычно их диаметр составляет не более 1 мм, при этом глубина может быть значительной – в этом состоит коварство данного явления. Как и в случае со щелевой коррозией, в роли анода будет выступать конкретный питтинг, а катодом станет остальная (неповрежденная) поверхность. Добавление молибдена к нержавеющей стали при ее производстве увеличивает стойкость изделий к точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

У такого процесса есть еще одно название – межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей (МКК). Она возникает при резком повышении температуры, что случается, например, при сварке. Ржавление начинается, если при участии нагрева вдоль границ зерен проступает карбамид хрома, то есть структура этой легирующей добавки кардинально меняется. Для ферритной стали достаточная температура для формирования очагов коррозии равна +900 градусам, для аустенитной стали – +450 градусам.

Контактная коррозия

Данный вид коррозии развивается при прямом контакте разнородных металлов друг с другом под действием электролитов. К примеру, такое случается при состыковании разных металлических изделий в агрессивной токопроводящей среде – морской воде. В результате сталь локально портится, а менее благородные металлы могут и вовсе раствориться.

Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN)

Показатель RREN относится к справочным, он показывает склонность разных видов и марок нержавейки к появлению питтингов. Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии применяют как ориентир, но не как абсолютное руководство для предопределения коррозионной стойкости.

Обычно наиболее устойчивыми к точечному ржавлению оказываются молибден, хром и азот в качестве добавок при легировании. Чем выше цифра RREN, тем более стойкой будет сталь к появлению питтингов. Вот справочная информация по RREN:

Марка стали RREN
444 25
430 16
304 19
316 26
304LN 21
904L 36
316LN 27,5
SAF 2507 42
Zeron 100 41

к содержанию ↑

Способы предохранения нержавейки от МКК

Очистить от ржавчины поверхность порой бывает сложно, особенно при глубоком проникновении дефекта. Разработан ряд методов против межкристаллитной коррозии, вот основные из них:

  1. Отжиг (стабилизирование). Ферритные стали обрабатывают высокими температурами (+750…+900 градусов), за счет чего концентрация хрома на поверхности повышается, при этом распределение элемента становится более равномерным.
  2. Уменьшение содержания углерода. Если концентрация вещества будет менее 0,03%, то металл станет практически не подверженным межкристаллитной коррозии.
  3. Закалка в воде. Этот метод применим для аустенитной стали, он помогает карбидам хрома перейти в более подходящую форму и сконцентрироваться на границах зерен металла.

Чтобы убрать у нержавейки склонность к МКК, в нее вводят и новые добавки: титан, тантал, ниобий, но это приводит к серьезному удорожанию материала. Их количество должно быть в 5-10 раз больше, чем норма углерода, и тогда металл будет не подверженным ржавлению.

Коррозия и поверхностная обработка нержавеющей стали

Удаление коррозии можно произвести химическим способом – использовать специальные преобразователи ржавчины. Также поверхность изделий из нержавейки разрешается обрабатывать путем фрезерования, зачистки, шлифовки, полировки. Выбор конкретной методики зависит от предпочтений специалиста и ряда иных условий.

Подбор способа профилактической обработки металла будет обусловлен начальной коррозионной стойкостью конкретной марки стали. На шероховатых поверхностях чаще формируются элементы точечной коррозии, а на гладких пятна ржавчины появляются редко. Марки 304, 316 при использовании в условиях морской воды быстро ржавеют, их нужно защищать более тщательно.

Уход за нержавеющей сталью

Чтобы предметы из нержавейки длительно сохраняли привлекательность и функциональность, за ними нужно хорошо ухаживать. В обычных условиях изделия регулярно, не реже раза в 6 месяцев, моют с мягкими ПАВ без хлора и аммиака. В суровом климате мытье должно быть более частым. При выявлении пятен их сразу тщательно оттирают, ямки заделывают специальными средствами. Уход поможет продлить срок эксплуатации изделий из нержавейки и снизить риск появления коррозии.

Почему ржавеет нержавейка?

Статья обновлена и дополнена: 31 Мая, 2021

Почему ржавеет нержавейка? Причины коррозии нержавеющей стали

Возникновение ржавчины на нержавеющей стали ставит в ступор многих людей. Если материал носит название «нержавеющая сталь», то почему же нержавейка может окисляться, темнеть, чернеть и ржаветь? На самом деле, при неправильной обработке детали или при нарушенной эксплуатации, ржавчина может появиться даже на самой качественной нержавеющей стали.

Если в составе нержавейки не больше 10% хрома, то исключить появление коррозии практически невозможно. Даже на поверхности аустенитной стали, в которой находится 20% хрома и 8% никеля, может образоваться ржавчина. Для того чтобы продлить срок службы детали из нержавеющей стали, необходимо понять, как правильно пользоваться материалом и исключить возникновение дефектов структуры.

Какая «нержавеющая» сталь не будет ржаветь

Снизить риск и недопустить ржавление на нержавеющей стали можно при добавлении специальных химических элементов в состав сплава: это могут быть хром, никель, вольфрам, ванадий, молибден, кремний, марганец, титан. Такая сталь будет называться легированной. Изменение состава сплава приводит к улучшению физических свойств стали. Легированный материал приобретает качества, которых нет у обычной углеродистой стали, и избавляется от ее недостатки. При должной эксплуатации такая нержавейка не будет ржаветь. Готовые изделия из нержавейки безопасны для применения даже в пищевой и медицинской сфере, такая продукция экологична и отвечает всем требованиям безопасности.

В зависимости от пропорций содержания добавок выделяют низколегированную, среднелегированную и высоколегированную сталь. Высоколегированная сталь является наиболее популярным вариантом для применения в разных сферах промышленности. Сплав противостоит возникновению коррозии нержавейки в агрессивных средах и атмосфере. Улучшенные качества металлу придают легирующие добавки, в первую очередь это хром и никель. От процента содержания химических элементов зависит марка нержавеющей стали, ее антикоррозийные свойства и внешний вид.

Аустенитная нержавеющая сталь. Стали этой группы широко используют в промышленности для изготовления крепежных деталей. Сплав немагнитный. Хорошо подвергается сварке и тепловой обработке. В составе может быть 15-20% хрома и 5-15% никеля. Процентное содержание добавок зависит от марки нержавейки.

Ферритные марки нержавейки. За счет низкого содержания углерода ферритные стали становятся более мягкими и пластичными. Сплавы этой группы обладают магнитными свойствами. Их часто применяют для изготовления деталей, взаимодействующих с агрессивной средой, т.к. ферритные сплавы имеют высокий уровень устойчивости к образованию коррозии.

Мартенситные марки нержавейки. Группа сплавов с повышенным содержанием углерода, что делает сталь наиболее прочной и твердой. Некоторые марки могут быть магнитными. Эта группа наименее коррозионностойкая. Используется, например, для изготовления столовых и режущих приборов.

Комбинированные марки. Эта группа сталей сочетает в себе достоинства сразу нескольких групп.

Преимущества нержавеющих сталей:

  • Долгий срок службы при правильной эксплуатации;
  • Простота изготовления;
  • Устойчивость к коррозии;
  • Прочность;
  • Гигиеничность и экологическая безопасность;
  • Эстетичный внешний вид.

В каких сферах промышленности используется нержавеющая сталь:

  • Архитектура и строительство;
  • Изготовление бытовых приборов;
  • Пищевая промышленность;
  • Целлюлозно-бумажное производство;
  • Нефтехимическая и химическая промышленность;
  • Домашнее хозяйство;
  • Энергетика;
  • Охрана окружающей среды;
  • Машиностроение.

Условия и причины разрушения защитного слоя нержавеющей стали

Нержавейка получает свои улучшенные качества при добавлении легирующих элементов в состав сплава. В основном этими добавками служит хром, никель, молибден. В первую очередь за антикоррозийные свойства отвечает хром, чем больше его в составе, тем лучше формируется антикоррозийный слой на поверхности металла. Атомы хлора вступают в реакцию с кислородом, впоследствии чего образуется оксидная пленка.

Соответственно, больше всего подвержены коррозии те сплавы, в которых меньше легирующих добавок в составе, в частности хрома и никеля.

Внешний слой сплава может портиться от контакта с железом. Это возможно, например, при неправильной сварке, когда на поверхность попадают частички железа. Если после этого плохо провести обработку детали, на сварочном шве появятся коррозионные вкрапления, которые впоследствии будут увеличиваться.

Разрушение защитного слоя на нержавейке и возникновение коррозии обусловлено несколькими факторами:

  • Неправильная обработка поверхности металла. При нарушенной технологии сварки или шлифовки детали образуются микродефекты, которые приводят к разрушению оксидной пленки.
  • Использование некачественных материалов. Это относится к низкосортной стали, когда экономия денег сказывается на качестве сплава.
  • Неправильная эксплуатация.

Во избежание возникновения ржавчины на нержавейке следует тщательно подходить к выбору предприятия, занимающимся изготовлением и продажей нержавейки. Обязательным критерием выбора должен послужить опыт работников и заключение договора с гарантийными условиями.

Если вам поступило предложение купить нержавейку по цене ниже рыночной, то стоит задуматься о качестве материала.

Виды коррозии нержавеющей стали

Основными разновидностями коррозии являются:

  1. Общая коррозия. Данный вид характеризуется разрушением оксидной пленки на всей поверхности стали. В зависимости от характера распространения такая коррозия может быть равномерной или неравномерной. При проникновении галогенов (фтора, хлора, брома, йода) через защитный слой начинается активный процесс образования ржавчины на нержавеющей стали. Общая коррозия может возникнуть даже от простой водопроводной воды, ведь в ее составе присутствуют химические частицы, способные разрушить оксидную пленку. Поэтому при чистке нержавейки нельзя использовать хлорсодержащие средства. Для очистки поверхности нержавеющей стали следует применять только специальные чистящие средства. Они должны соответствовать требованиям СанПиН, СНиП и ГОСТ. Уровень рН должен находиться в пределах 7,2 — 7,6.
  2. Щелевая коррозия. Возникает при образовании небольшого зазора в деталях из нержавеющих сталей. Этот процесс можно заметить, например, при использовании крепежных элементов в морской воде. Хлор, содержащийся в жидкости, смывает оксидную пленку. При отсутствии кислорода процесс продолжается стремительно.
  3. Питтинг(он же язвенная коррозия, точечная коррозия). Проявляется при малейшем поражении защитного слоя и воздействии агрессивной среды на поверхность. В поврежденном месте сталь становится анодом, а пассивированная часть – катодом. В результате этого анод начинает быстрее растворяться, вызывая питтинговую коррозию нержавеющей стали.
  4. Гальваническая коррозия. Гальванокоррозия похожа на точечный вид образования ржавчины. Данная электрохимическая коррозия нержавеющей стали возникает во время контакта разного типа металлов в агрессивной токопроводящей среде.
  5. Межкристаллитная коррозия(она же мкк коррозия или транскристаллитная коррозия). Такой вид образования ржавчины возникает при сверхвысоких температурах, чаще всего при сварке.
  6. Эрозионная коррозия. Возникает в результате воздействия на поверхность нержавейки абразивной жидкости, разрушающей защитный слой и приводящей к эрозии.

Как бороться с коррозией нержавеющей стали?

В первую очередь, сталь должна храниться и изготавливаться по особой технологии. На металлургических заводах должны соблюдаться все требования, относящиеся к эксплуатации нержавейки. Должны предотвращаться ситуации, в ходе которых частицы нелегированного металла могут попасть на нержавеющую сталь.

В целях защиты нержавеющей стали от коррозии требуется исключить близкий контакт стали с обычным металлом. Это правило касается и других инструментов, применяемых для изготовления деталей. Запрещено использовать металлическую щетку для зачистки поверхности необработанного металла на легированной стали.

Использование нержавеющей стали в соляной и серной кислоте приводит к образованию ржавчины, следовательно, необходимо исключить применение сплава в агрессивных средах.

Также для защиты нержавейки от коррозии следует добавлять в сплав легирующие компоненты, это повысит антикоррозийные свойства стали. Чем больше их процентное содержание, тем выше стойкость к коррозии.

Не рекомендуется также использовать хлорсодержащие средства для обработки и чистки поверхности.

Правила ухода за нержавеющей сталью

Нержавейка – долговечный материал, способный сохранять свой первоначальный внешний вид и технические характеристики долгое время. Главное, правильно за ней ухаживать. Для этого необходимо знать, что нужно делать в различных ситуациях.

Рекомендуется:

  • Во время механической обработки совершать движения вдоль линий или рисунка.
  • Использовать мягкие материалы для чистки поверхности. Даже использование бумажных салфеток может привести к целостному нарушению оксидной пленки, поэтому будьте аккуратны.
  • Если на поверхности имеются застарелые пятна, то для начала их следует размочить. Иначе механическое воздействие станет причиной появления царапин, а впоследствии и ржавчины на нержавейке.
  • Применять только специальные средства, предназначенные для очистки нержавеющей стали.
  • Жирные пятна удалять при помощи мыльного или спиртового раствора. «Мыть» нержавейку можно только органическими средствами.
  • Перед протиранием изделия пыль и другие мелкие частицы желательно стряхнуть кистью.

Запрещается:

  • Использовать абразивные средства;
  • Применять хлорсодержащие моющие средства;
  • Использовать твердые губки и мочалки;
  • Допускать контакт нержавейки с обычными углеродистыми сталями.

Все это приводит к разрушению защитного слоя нержавеющей стали и станет отличным поводом для образования коррозии на поверхности.

Также есть специфика ухода за нержавейкой в зависимости от текстуры материала.

Шлифованная нержавеющая сталь имеет микроцарапины на поверхности. В зависимости от их направления поверхность нержавейки можно разделить на несколько разновидностей:

  • Продольная шлифовка;
  • Поперечная шлифовка;
  • Хаотичная шлифовка;
  • Вибрейшн.

Для того чтобы произвести качественную очистку поверхности нержавеющей стали и не повредить защитный слой, следует совершать все движения по направлению микроцарапин. Не рекомендуется использовать круговые движения.

Текстурированная сталь имеет глубокий рисунок. За счет своей текстуры на ней менее заметны царапины, отпечатки и загрязнения. Правила ухода за таким видом нержавейки остаются теми же, что и за шлифованной поверхностью. Разница будет заметна только после очистки, так как текстурированная сталь остается чистой более долгое время.

Соблюдая рекомендации по уходу за нержавеющей сталью, вы обеспечите долгий срок службы изделиям и снизите риск возникновения коррозии. Регулярная обработка поверхности специальными средствами сохранит первоначальный внешний вид и будет способствовать восстановлению защитной оксидной пленки.

«…У нас проблема, изготовили аппарат из нержавеющей стали, а через месяц работы он стал похож на решето, трещины вдоль сварных швов, помогите, что делать . »

«Из телефонного разговора с клиентами НПО Рокор»

В последнее время в НПО Рокор наблюдается резкий рост заказов на защиту коррозионностойких сталей полимерными материалами РОКОР. Нашему предприятию пришлось значительно увеличить выпуск грунта для цветных металлов и нержавеющих сталей «Метакор-02». Анализ технических заданий показывает, что во многих случаях речь идет о неправильном выборе конструкционных материалов, в ряде случаев предпочтение отдается менее легированным, но более дешевым маркам сталей, при этом о защитных покрытиях вспоминают, когда защищать уже по сути нечего. Главный аргумент при выборе конструкционного материала – «Мы думали, что раз сталь нержавеющая, то она нигде и не ржавеет…». В подавляющем большинстве случаев речь идет о аустенитных сталях типа Х18Н10. Но прежде чем рассказывать о причинах коррозионных поражений несколько слов из истории нержавеющих сталей.

Давно известно, что скорость коррозии многих металлов значительно меньше в растворах сильных окислителей, чем в растворах окислителей более слабых. Сюда относятся такие металлы, как железо, хром, никель, титан, цирконий, алюминий и многие другие. Резкое уменьшение скорости коррозии (на несколько порядков), казалось бы противоречащее термодинамическим свойствам метала и окислителя, называется пассивацией, а состояние металла — пассивным.

Некоторые металлы находятся в пассивном (или близком к пассивному) состоянии даже в таких слабых окислителях, как вода. Это дает возможность практически использовать в качестве конструкционных материалов алюминий, магний, титан и другие металлы.

Очень большое практическое значение пассивности, часто определяющее возможность получения сплавов, химически стойких в агрессивных средах, вызвало огромное количество исследований, посвященных изучению пассивного состояния. Если отбросить некоторые несущественные различия, высказываемые на основании сопоставления экспериментальных данных, то результаты наблюдений можно обобщить, сказав, что пассивное состояние обусловлено кислородным «барьером» в виде очень тонкой пленки окисла, представляющего собой отдельную фазу, или слоя хемисорбированного кислорода.

В 1820 г. Дж. Стодарт и М. Фарадей опубликовали в Англии отчет по исследованию коррозионной стойкости различных спла-вов железа, которые были ими же получены 14]. По-видимому, это было первое сообщение, в котором упоминались сплавы хром— железо. Однако максимальное содержание хрома было ниже, чем требуется для пассивации, и исследователи упустили реальную возможность стать первооткрывателями нержавеющих сталей. В 1821 г. француз Бертье [5], заинтересовавшись работами Стодарта и Фарадея, установил, что железо, легированное значительным количеством хрома, обладает большей стойкостью в кислотах по сравнению с нелегированным. Прямым восстановлением смеси оксидов он получал сплавы, приобретшие в наше время название феррохром (от 40 до 80 % Сг). Хрупкие, с высоким содержанием углерода, они не представляли ценности как конструкционный материал. Изготовил Бертье и ряд сталей с феррохромом в качестве легирующего компонента. Однако содержание хрома вновь оказалось слишком низким, чтобы обеспечить пассивное состояние, характерное для нержавеющих сталей.

И после Бертье различные исследователи получали разнообразные сплавы хрома с железом. Наличие хрома придавало им высокую прочность и твердость, однако необходимая коррозионная стойкость не достигалась, главным образом из-за высокого содержания углерода. Только в 1904 г. француз Гийе [6] получил низкоуглеродистые сплавы хрома, состав которых обеспечивал их пассивность. Он изучил строение и механические свойства сплавов Сг—Fe, а также сплавов Сг—Fe—Ni, называемых ныне аустенитными нержавеющими сталями.

Моннартц в Германии был, по-видимому, первым, кто установил, что для придания сплаву пассивных свойств, его необходимо легировать по крайней мере 12 % Сг. В 1908 г. он начал исследования химических свойств сплавов Сг—Fe, а в 1911 г. подробно изложил их результаты. В его работе описано благотворное влияние на коррозионную стойкость окислительных сред по сравнению с восстановительными, необходимость поддержания в сплаве низкого содержания углерода и влияние небольших количеств легирующих элементов (например, Ti, V, Mo, W).

Преимущества закаленных нержавеющих сталей Сг—Fe при использовании в качестве материала для режущих инструментов были отмечены Брирли (г. Шеффилд, Англия) в 1913 г. В поисках лучщего материала для оружейных стволов он обнаружил, что сплавы Сг—Fe с 12 % Сг не разрушаются травильными растворами, содержащими азотную кислоту, и в течение длительного времени не ржавеют в атмосфере. На основании исследований Маурэра и Штрауса аустенитные нержавеющие стали Сг—Fe—Ni были впервые применены в 1912—1914 гг. в Германии на сталелитейных заводах Круппа..

Сегодня свыше 70% общего объема производства коррозионностойких сталей приходится на аустенитные нержавеющие стали типа Х18Н10, содержащие в среднем 18 % Сг и 10 % Ni.

Питтинг.

Одним из наиболее часто встречающихся коррозионных поражений нержавеющих сталей является питтинг (от англ. pit — яма). Внешне питтинг проявляется в виде углублений на поверхности стали. Собственно для образования питтинга должны выполнятся два условия:

  • Во-первых в растворе должны присутствовать т. н. ионы депассиваторы к которым относятся поверхностно-активные вещества (ПАВ), в частности, галоген — ионы (ионы хлора, брома, йода …).
  • Во-вторых агрессивная среда должна обладать окислительной способностью при которой возможно питтингообразование.

При питтинге большая часть поверхности стали остаётся пассивной, но в отдельных точках происходит глубокое разъедание поверхности. Большая плотность тока в этом элементе отвечает высокой скорости коррозии в питтинге, являющемся анодом. На рисунке приведен пример питтинга в растворе NaCl. При протекании тока ионы С1- поступают в питтинг, образуя концентрированные растворы хлоридов железа (II), никеля и хрома (III). В результате их гидролиза раствор в питтинге подкисляется.

Увеличение содержания в нержавеющих сталях хрома, никеля, кремния, ванадия, молибдена и рения приводит к повышению устойчивость к питтингу.

Межкристаллитная коррозия

Аустенитные стали в закаленном состоянии имеют стойкую аустенитную структуру не распадающуюся при температурах до 400 оС. Дальнейший нагрев сталей, или их медленное охлаждение при температурах 450 — 900 оС приводит к образованию избыточных фаз в виде карбидов хрома. Эти карбиды выделяются по границе зерен и обедняют пограничный хромовый слой. При действии агрессивной среды наблюдается вытравливание вдоль границ кристаллов вдоль областей обедненных Cr — межкристаллитная коррозия. Как правило межкристаллитной коррозии подвержены сварные швы и околошевные зоны(ножевая коррозия).

Для повышения стойкости к межкристаллитной коррозии в нержавеющие стали вводят титан или ниобий. Для увеличения концентрации хрома в обедненных зонах проводят длительный отжиг, в результате которого Сr из соседних областей диффундирует в зону с низкой концентрацией легирующего элемента, однако проведение этой операции на практике, особенно для крупногабаритных изделий сопряжено с большими финансовыми затратами.

Коррозионное растрескивание.

Один из недостатков практически всех аустенитных сталей, (особенно в механически напряженных системах) состоит в их склонности к коррозионному растрескиванию, особенно хлоридному и в щелочных растворах, т.е. к хрупкому разрушению в горячих растворах, зонах растягивающих напряжений, даже при напряжениях ниже предела текучести.

Как избавиться от ржавчины на нержавейке?

Смешайте равные части лимонного сока и пищевой соды до пастообразного состояния. Например, смешайте 15 мл лимонного сока и 15 г пищевой соды. Покройте ржавчину пастой, а затем разотрите ее влажной губкой. Если на предмете еще останется ржавчина, оставьте пасту на 15–30 минут, а затем вытрите ее влажной губкой.

Почему появляется ржавчина на нержавейке?

Коррозия (ржавчина) образуется на поверхности из нержавеющей стали тогда, когда недостаточно легирующего хрома для создания и поддержания необходимого оксидного слоя. Практически все случаи появления ржавчины на поверхности нержавейки обусловлены повреждением защитного слоя оксида хрома. … Хром окисляется медленно.

Чем обработать нержавейку от коррозии?

Спасти нержавейку поможет обработка травильными пастами, специальными эмульсиями. Прочие причины коррозии нержавеющей стали: контакт материала с обычной углеродистой сталью (в том числе посредством инструментов, которыми раньше резали простую сталь);

Чем убрать пятна с нержавеющей стали?

Разведите белый уксус в воде в пропорции 1:5 и протрите раковину смоченной в растворе тряпкой из микрофибры, а затем промойте чистой водой. Чистите и полируйте нержавеющую сталь круговыми движениями, что поможет придать ей дополнительный блеск.

Чем очистить нержавейку от налета?

Уксус и лимонная кислота тоже неплохой способ для удаления налета. Тампоном, смоченным в кислоте, протереть поверхность прибора из нержавейки и смыть чистой водой.
…
Список подручных средств:

  1. лимонная кислота;
  2. зубная паста;
  3. перекись водорода;
  4. активированный уголь;
  5. сода, соль, уксус и др.

Что разрушает нержавейку?

Общая коррозия – разрушение оксидной пленки под воздействием галогенов фтора, хлора, брома. Использование хлорсодержащих веществ для чистки нержавеющих изделий приводит к обширной коррозии по всей поверхности.

Когда нержавейка ржавеет?

Для нержавеющей стали с содержанием хрома свыше 10,5% невозможно абсолютно исключить возникновения ржавчины. Даже аустенитная сталь с содержанием хрома свыше 20%, а также никеля свыше 8% может ржаветь в случае неправильного обращения с ней, а также в случае неправильной обработки или в случае дефекта структуры.

Что делать чтобы Нержавейка не ржавела?

Способы предохранения нержавейки от МКК

  1. Отжиг (стабилизирование). Ферритные стали обрабатывают высокими температурами (+750… …
  2. Уменьшение содержания углерода. Если концентрация вещества будет менее 0,03%, то металл станет практически не подверженным межкристаллитной коррозии.
  3. Закалка в воде.

Чем можно обработать нержавейку?

Сначала нержавейку помещают в ванну с сернокислым раствором, затем – в азотнокислую среду. Щелочное травление подразумевает обработку стали расплавом каустической соды. Она не изменяет структуру металла и при этом отлично разрушает оксидную пленку на его поверхности.

Почему ржавеет нержавейка после сварки?

Это происходит потому, что при температуре сварки выгорают легирующие элементы, в первую очередь хром. На металле в местах сварки образуются «следы побежалости»(иногда называют следы термического воздействия). В этих местах нержавейка неизбежно начнет ржаветь.

Как удалить темные пятна с нержавейки?

Насыщенная крахмалом горячая вода способна растворить темные пятна на серебре и стали. Также можно использовать и картофельный крахмал, им необходимо будет тереть поверхность, как и содой, до полного исчезновения темного пятна.

Как убрать пятна с плиты из нержавейки?

Как чистить плиту из нержавеющей стали?

  1. Смахнуть с плиты крошки.
  2. Протереть поверхность влажной губкой.
  3. Нанести средство для очистки. …
  4. Протереть плиту тряпочкой из микрофибры: она хорошо собирает на себя грязь и впитывает влагу.
  5. Промыть водой и насухо протереть полотенечком.

Как почистить ложки из нержавеющей стали?

Возьмите объемный тазик или кастрюльку, налейте воды и насыпьте по две больших ложки соли и соды, разогрейте содержимое и аккуратно поместите в раствор ложки и вилки. Варить не более 30 минут, потом сполосните приборы и тщательно их вытрите.

Как почистить раковину из нержавейки от известкового налета?

С известковым налетом хорошо справляются чистящие средства на основе уксуса или лимонной кислоты. Они обеспечивают тщательное очищение и легко разлагаются биологически.

Как чистить изделия из нержавейки?

Чистку нержавеющей стали производите круговыми движениями, чтобы не повредить ее. Чтобы очистить кастрюлю из нержавейки, в которой пригорела пища, нужно прокипятить в ней воду с несколькими ложками соды. После чего пригоревшую еду можно без труда отчистить.

Чем очистить нержавейку от жира?

Чтобы очистить нержавеющую сталь от жира, сначала вымойте ее водой с мылом, потом потрите нейлоновой щеткой вдоль зерна, затем нанесите пищевую соду и уксус на самые стойкие пятна, а в конце смойте очиститель и просушите сталь, чтобы на ней не осталось разводов.