Делюсь простым мнемоническим правилом: нержавейка не ржавеет, а ржавейка – ржавеет. Но, чтобы не запоминать такие сложные правила, можно и разобраться в причинах устойчивости к ржавчине.
Мы как-то обсуждали, что ржавчина – это продукт коррозии. Есть у нас железо или сталь, оно легко окисляется кислородом до оксида, оксид получается рыхлый, неустойчивый и в свою очередь превращается в гидроксид, который и есть та самая рыжая ржавчина.
Но вот решили мы добавить к железу/стали процентов десять хрома, и смотрите-ка как все круто поменялось. Стоит нержавейка под дождями, под ветрами и совсем не ржавеет. Почему?
Хром встраивается в кристаллическую решетку стали и равномерно распределяется по материалу, в том числе по его поверхности. Там хром взаимодействует с кислородом, образуя плотный и стабильный оксид Cr2O3. Он действует как пассивная защитная пленка и не допускает дальнейшего окисления и образования ржавчины.
Если эту пленку поцарапать, то ничего плохого не произойдет. Мы просто обнажим новый слой материала, в котором тоже равномерно распределен хром, и у нас снова вырастет защитная оксидная пленка. Этот процесс называется самопассивацией.
Если на хроме экономить, добавлять его в недостаточных количествах, то пленка может получаться несплошной и коррозию не остановит.
Однако, если судьба уготовила нержавейке жить в очень скверных условиях: на берегу океана, где постоянно дожди, соль и влажность, то не помогут даже и 18% хрома.
Дело в том, что морская соль - это, в основном, хлорид натрия (NaCl). При высокой влажности хлориды растворяются в тонком водном слое на поверхности стали, образуя электролит.
Ионы Cl⁻ - мелкие и высокоподвижные, и они проникают сквозь микродефекты пассивной плёнки, где нарушают связь между атомами хрома и кислорода.
Тогда на поверхности нержавейки появляется «кариес» (питтинговая коррозия) и она начинает ржаветь.