Почему не ржавеет нержавейка! В 1913 году английский ученый-металлург Гарри Брирли проводил исследования по улучшению качества ружейных стволов. В ходе экспериментов он случайно обнаружил, что добавление хрома в углеродистую сталь повышает ее устойчивость к коррозии. С тех пор современная нержавеющая сталь, кроме железа, углерода и хрома, часто содержит и другие элементы: никель, ниобий, молибден и титан, которые увеличивают ее антикоррозийные свойства. Никель, молибден, ниобий и хром значительно увеличивают коррозийную стойкость нержавеющей стали. Добавление в сталь не менее 12 процентов хрома делает её более устойчивой к ржавчине и образованию пятен в сравнении с другими видами стали. Хром, находящийся в составе стали, вступает в реакцию с кислородом из атмосферы и создаёт тонкий, невидимый слой хрома, называемый “пассивной плёнкой”. Размеры атомов хрома и его оксида очень близки, благодаря чему эти частицы соединяются в строгом порядке на поверхности металла, формируя стабильный слой всего в несколько атомов толщиной. При повреждении металла и нарушении целостности пассивной плёнки, образуется большее количество оксида, которое покрывает открытую поверхность, предотвращая её от окислительного повреждения. Железо, однако, быстро подвергается коррозии, поскольку атомарное количество железа значительно меньше, чем у его оксида. Поэтому оксид образует не плотный, а рыхлый слой и отделяется. Пассивная плёнка требует кислорода для саморемонта, поэтому нержавеющая сталь имеет низкую устойчивость к коррозии в условиях недостатка кислорода и слабой циркуляции. В морской воде, хлориды из солей атакуют и уничтожают пассивную плёнку быстрее, чем она может восстановиться в условиях недостатка кислорода. Типы нержавеющих сталей Существует три основных типа нержавеющих сталей: аустенитные, ферритные и мартенситные. Эти категории определяются их микроструктурой или основной кристаллической фазой. Аустенитная нержавеющая сталь Аустенитные стали имеют аустенит (гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру) в качестве основного компонента. Эти сплавы обычно состоят из хрома и никеля (иногда марганца и азота), а их состав соответствует типу 302 и состоит из железа, 18% хрома и 8% никеля. Они не подвергаются закалке при термической обработке и включают в себя наиболее широко используемую нержавеющую сталь типа 304 (или T304), которая также известна как хирургическая нержавеющая сталь. Ферритная нержавеющая сталь Ферритные стали имеют феррит (объемно-центрированную кубическую решетку) в качестве основной кристаллической фазы. Они обычно содержат от 10 до 30% хрома, но не содержат никеля. Это делает их более экономичными, чем аустенитные и мартенситные стали, но они имеют более низкую прочность и коррозионную стойкость. Ферритная нержавеющая сталь: Ферритные стали включают в свой состав феррит (объёмно-центрированная кубическая кристаллическая структура) в качестве основного элемента. Обычно они содержат от 10 до 30 процентов хрома и не включают никель. Благодаря этому они стоят дешевле, чем аустенитные или мартенситные сплавы, но их прочность и устойчивость к коррозии ниже. Ферритная сталь не так пластична, как аустенитная и не может быть упрочнена термической обработкой. Мартенситная нержавеющая сталь: Мартенситные сплавы содержат мартенсит (орторомбическую микроструктуру), который был впервые описан немецким микроскопистом Адольфом Мартеном в 1890 г. Они представляют собой низкоуглеродистую нержавеющую сталь, основанную на типе 410 и состоящую из железа, хрома (12%) и углерода (0,12%). Они могут быть закалены и отпущены. Мартенсит придаёт стали дополнительную твёрдость, но также снижает её ударную вязкость, делая её хрупкой. Поэтому лишь некоторые стали подвергаются полной закалке. Есть и другие виды нержавеющей стали: закалённая, дуплексная, литейная. Эта сталь может иметь разные покрытия и текстуры, и она может быть покрашена в самые разные цвета.