Нержавеющая сталь считается коррозионностойким материалом, но "коррозионностойкий" не означает "защищенный от коррозии". При литье, обработке и промышленном применении детали из нержавеющей стали все равно могут покрываться ржавчиной при воздействии определенных сред или при повреждении пассивной пленки. Понимание того, почему нержавеющая сталь противостоит коррозии, когда она может ржаветь и как предотвратить коррозию, является ключом к выбору правильных марок и обеспечению долгосрочной работы отливок и прецизионных деталей из нержавеющей стали.
Ржавеет ли нержавеющая сталь?
Нержавеющая сталь может заржаветьНо обычно он остается устойчивым к коррозии благодаря тонкому, невидимому защитному слою на его поверхности, называемому пассивная плёнка. Эта пленка образуется естественным образом, когда сталь содержит достаточное количество хрома, и препятствует проникновению влаги и коррозионных веществ в основной металл. Она также способна самовосстанавливаться при наличии легких царапин при условии доступа кислорода.
В большинстве атмосферных и водных сред эта защитная пленка остается стабильной, поэтому на нержавеющей стали обычно не появляется ржавчина.
Когда ржавеет нержавеющая сталь?
Нержавеющая сталь ржавеет, когда ее пассивная пленка становится поврежденной, нестабильной или неспособной к регенерации. Чаще всего к разрушению пассивной пленки приводят следующие условия.
Хлориды
Ионы хлорида могут проникать в пассивную пленку и разрушать ее, вызывая локальную точечную коррозию. Распространенными источниками являются морская вода, соляной туман, пот, соли для борьбы с обледенением и чистящие средства на основе хлоридов. В таких условиях 304-я сталь становится значительно более уязвимой, в то время как 316-я, благодаря содержанию молибдена, обладает значительно большей устойчивостью.
Низкий уровень кислорода
В глухих отверстиях, местах прокладок, плотных щелях или под отложениями кислород не может адекватно поступать к поверхности металла. Без достаточного количества кислорода пассивная пленка не может восстановиться, и замкнутая микросреда становится кислой и богатой хлоридами, вызывая агрессивную щелевую коррозию.
Повреждения и загрязнения поверхности
Царапины, следы шлифовки, зоны термического влияния сварных швов и загрязнения железом от инструментов из углеродистой стали могут нарушить пассивную пленку и создать активные участки, где коррозия начинается легче.
Постоянная влажность
Стоячая вода, конденсат и частые циклы "мокрый-сухой" постепенно ослабляют пассивную пленку, делая нержавеющую сталь более подверженной образованию пятен или локальному воздействию. При наличии солей скорость коррозии значительно возрастает.
Шероховатость поверхности
Шероховатые или неотшлифованные поверхности задерживают влагу, мусор и хлориды, ограничивая доступ кислорода и делая эти участки более восприимчивыми к точечной и щелевой коррозии во время эксплуатации.
Распространенные виды коррозии нержавеющей стали
Нержавеющая сталь редко страдает от равномерной коррозии. Большинство разрушений происходит в локализованных формах, которые поражают слабые места на поверхности.
1.питтинговая коррозия
Питтинговая коррозия - это очень локализованная форма поражения, при которой на поверхности образуются маленькие глубокие отверстия. Она возникает, когда хлорид-ионы разрушают пассивную пленку в одной слабой точке, позволяя коррозии быстро проникнуть внутрь металла. Это одна из наиболее частых неисправностей нержавеющей стали 304 в морской среде или в соляном тумане.
2.щелевая коррозия
Щелевая коррозия - это локализованное поражение, которое образуется в узких, обедненных кислородом зазорах. Она появляется в таких местах, как стыки прокладок, отложения или перекрывающиеся структуры. Поскольку пассивная пленка не может восстановиться в этих замкнутых пространствах, среда становится кислой и богатой хлоридами, что позволяет коррозии развиваться агрессивно и часто незаметно.
3.Межкристаллитная коррозия
Межкристаллитная коррозия - это вид коррозии, развивающейся по границам зерен. Она возникает в результате истощения запасов хрома, вызванного неправильной сваркой или термообработкой. Когда границы зерен теряют достаточное количество хрома для поддержания пассивации, коррозия распространяется вдоль них, снижая структурную целостность материала. Низкоуглеродистые марки, такие как 304L и 316L, снижают этот риск.
4.Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)
Коррозионное растрескивание под напряжением - это хрупкое растрескивание, вызванное совместным действием растягивающего напряжения и коррозионных веществ, особенно хлоридов. Оно может зарождаться в микроскопических дефектах и быстро распространяться по металлу. Аустенитные нержавеющие стали более восприимчивы, в то время как дуплексные нержавеющие стали обладают гораздо более высокой трещиностойкостью.
Как долго ржавеет нержавеющая сталь?
Не существует определенного срока, в течение которого нержавеющая сталь ржавеет, но инженерная практика обычно оценивает его в зависимости от условий окружающей среды:
- Сухие внутренние помещения: Часто остается без ржавчины в течение более 10 лет
- Общие условия эксплуатации на открытом воздухе: Легкое окрашивание может появиться в пределах 1-5 лет (особенно 304)
- Прибрежные или высокосолевые среды: Точечная коррозия может возникнуть в пределах от нескольких месяцев до 1-2 лет
- Погружение в соленую воду или щели с низким содержанием кислорода: Локальная коррозия может развиваться в от нескольких недель до нескольких месяцев
Ключевым фактором является не само время, а агрессивность окружающей среды.
Ржавеет ли нержавеющая сталь в воде?
На сайте богатая кислородом проточная пресная водаНержавеющая сталь, как правило, стабильна и не ржавеет. Однако локальная коррозия может возникнуть, когда:
- Вода застаивается, и поступление кислорода ограничено
- Поверхность покрыта отложениями или загрязнениями
- Наличие щелей в прокладках, накладках или местах с резьбой
- Шероховатые или нечистые поверхности задерживают влагу
В таких условиях даже обычные марки нержавеющей стали могут проявлять точечную или щелевую коррозию.
Ржавеет ли нержавеющая сталь в соленой воде?
Да. Соленая вода содержит высокую концентрацию хлорид-ионов, которые агрессивно разрушают пассивную пленку и повышают риск точечной коррозии.
Производительность по классам:
- 304: Подвержены точечной коррозии в прибрежной или морской среде
- 316: Лучшая стойкость к точечной коррозии благодаря Mo; более подходит для воздействия хлоридов
- Дуплексные нержавеющие стали (например, 2205): Сильная устойчивость к точечной, щелевой коррозии и SCC
На сайте расщелины, застойная морская вода или погружение в воду с низким содержанием кислородаДаже 316 или дуплексные сплавы могут подвергаться локальной коррозии.
Различия в устойчивости к ржавчине между марками нержавеющей стали
Даже в одинаковых условиях эксплуатации марки нержавеющей стали ведут себя не одинаково. Стабильность их пассивной пленки варьируется, что означает, что некоторые марки более склонны к образованию точечных пятен или подтеков, в то время как другие остаются стабильными в богатой хлоридами или влажной среде. Ниже приводится краткое описание того, как распространенные марки нержавеющей стали обычно различаются по вероятности появления ржавчины.
304 / CF8
304 - наиболее часто используемая нержавеющая сталь, но именно на ней чаще всего появляются пятна ржавчины или точечная коррозия при воздействии хлоридсодержащих сред, таких как прибрежный воздух, соляной туман или чистящие средства на основе хлоридов. Устойчивость к точечной коррозии относительно низкая, поэтому коррозия может появиться раньше, чем ожидают пользователи, особенно на открытом воздухе или вблизи морской воды.
316 / CF8M
316 содержит молибден, который значительно повышает ее устойчивость к точечной и щелевой коррозии. В результате при одинаковом воздействии хлоридов она ржавеет гораздо реже, чем 304. В среде с соленой водой, влажностью или химическими брызгами 316 обеспечивает гораздо более стабильные характеристики поверхности.
304L / 316L (CF3 / CF3M)
L-класс обладает такой же общей коррозионной стойкостью, как и 304 и 316, но более низкое содержание углерода снижает риск сенсибилизации при сварке. Это помогает предотвратить межкристаллитную коррозию, связанную со сваркой, которая со временем может проявиться в виде ржавчины в районе сварных швов.
Дуплексные нержавеющие стали (2205 / CD4MCu)
Дуплексные стали сочетают высокую прочность с исключительной стойкостью к точечной коррозии, щелевой коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением. Среди широко используемых нержавеющих сталей они наименее склонны к ржавчине в среде с высоким содержанием хлоридов или в агрессивных средах, при условии выбора правильной марки и надлежащей обработки.
Как предотвратить ржавление нержавеющей стали?
Несмотря на то, что нержавеющая сталь по своей природе устойчива к коррозии, правильная конструкция, контроль поверхности и техническое обслуживание необходимы для долговечной работы в промышленных условиях.
Выберите правильный сплав
Выбор материала - самый эффективный способ борьбы с коррозией. Марка 304 подходит для общих условий эксплуатации, а 316 или 316L обеспечивает превосходную стойкость в условиях, богатых хлоридами. Для ответственных применений, требующих одновременно прочности и высокой коррозионной стойкости, дуплексные нержавеющие стали обеспечивают наиболее надежную работу.
Улучшение и поддержание состояния поверхности
Качество поверхности напрямую влияет на коррозионную стойкость. Такие процессы, как механическая полировка, электрополировка, травление и пассивация, а также удаление железных загрязнений, помогают стабилизировать пассивную пленку и снизить вероятность локальной коррозии.
Минимизируйте щели
При проектировании следует избегать узких щелей, зон застоя воды и перекрывающихся конструкций, где кислород не может попасть на поверхность. Обеспечение надлежащего дренажа и использование очищаемых геометрических форм значительно снижает риск возникновения щелевой коррозии.
Контроль воздействия окружающей среды
Регулярная промывка от солевых отложений, минимизация задержки влаги, предотвращение стоячей воды и поддержание чистоты поверхностей - все это помогает сохранить стабильность пассивной пленки и продлить срок службы деталей из нержавеющей стали.
Заключение
Нержавеющая сталь не ржавеет, но она можно ржавчины, когда пассивная пленка повреждена или когда окружающая среда не позволяет ей восстановиться.
Хлориды, низкое содержание кислорода, загрязнение поверхности и циклы влажности являются наиболее распространенными причинами отказов.
Понимание механизмов коррозии, выбор подходящих марок, таких как 316 или дуплексная нержавеющая сталь, и применение надлежащей конструкции и обработки поверхности позволяют литью и компонентам из нержавеющей стали сохранять длительную коррозионную стойкость в сложных промышленных условиях.
Для руководства по выбору материала или оценки коррозионной стойкости отливок из нержавеющей стали, Свяжитесь с нашей командой инженеров для получения квалифицированной поддержки.
