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为什么不锈钢不容易生锈?

来源:admin    发布时间:2022/12/18 16:25:01    浏览量:491

        什么是不锈钢?
        一类被称为不锈钢的铁基合金以其抗腐蚀性而闻名。铁是所有钢的主要成分。如果其中至少有10.5%的铬,铁就不会生锈。尽管低碳钢比不锈钢更耐用,但锰、铜和镍等微量添加物可以使钢更坚固,同时保持其防锈性能。碳、氮、铝、硅、硫、钛、镍、铜、硒、铌、钼等元素都存在于各种形式的不锈钢中。在机械和建筑行业,不锈钢是一种不可缺少的商品。


        什么是铁锈?
        从技术上讲,铁锈是水合氧化铁(III),通常被称为氧化铁(Fe2O3),它是在铁与氧气和水结合时产生的,这一反应过程被称为氧化作用。铁锈是暴露在空气和水分中时在金属表面形成的红色或橙色涂层。例如,当碳钢暴露在湿气中,钢中的铁与氧气发生反应,就会产生铁锈。生锈的时间长短取决于它被暴露的程度。术语 "铁锈 "是指铁及其合金的氧化和腐蚀。常见的铁锈有三种类型:接触腐蚀、点蚀和空腔腐蚀以及缝隙腐蚀。由于金属上的铁锈,基材最终会失去机械强度,导致其失效。


        什么构成不锈钢?为什么不锈钢不会生锈?
        当不锈钢中的铬与氧气相互作用时,在合金表面形成一层薄薄的氧化铬涂层,这个过程是瞬时的,其速度应以纳秒为单位,膜的厚度应以微米为单位记录。不锈钢的耐腐蚀性源于其在氧气存在的情况下发展和补充氧化铬层的能力。因为铬原子的大小与它们的氧化物相同,它们会在表面整齐地包装在一起,并形成一个几原子厚的稳定层。 如果不锈钢被损坏或刮伤,该层就会被移除,并快速形成额外的氧化物,以保护暴露的表面免受腐蚀。特定的添加物可以帮助合金抵御特定的腐蚀性化学品。例如,316不锈钢含有钼,而304不锈钢不含钼,因此316级合金比304更耐氯化物。
        相比之下,铁生锈很快,因为铁原子比氧化层小得多,而且氧化层很松散,容易脱落。
        然而,不锈钢在氧化层下是不耐腐蚀的;一旦腐蚀开始,它就会迅速蔓延。此外,由于被动涂层需要氧气来进行自我修复,所以不锈钢在低氧和低循环条件下的耐腐蚀性很差。