السر وراء مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل

مقدمة

الفولاذ المقاوم للصدأ يتمتع بسمعة غير عادية. باللغة اليومية, يصفه الناس بأنه "مقاوم للصدأ," "ينظف,"أو حتى "النبيلة"." في الواقع, الفولاذ المقاوم للصدأ ليس أيًا من هذه الأشياء بالمعنى المطلق.

انها ليست محصنة ضد التآكل, وهي ليست خاملة من الناحية الديناميكية الحرارية.

ولكن في المطابخ, النباتات الكيميائية, الأنظمة البحرية, الأجهزة الطبية, والهياكل المعمارية, غالبًا ما يكون أداءه أفضل بكثير من الفولاذ الكربوني العادي.

إذن ما هو السر الحقيقي?

الجواب ليس أن الفولاذ المقاوم للصدأ مصنوع من معادن "غير نشطة".. في الحقيقة, مكوناته الرئيسية – الحديد, الكروم, والنيكل - كلها معادن يمكن أن تتأكسد بسهولة تامة.

السبب الحقيقي وراء مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل هو أنه لا يعتمد فقط على الطبيعة النبيلة لمعادنه.

ويعتمد على أ تشكيل ذاتي, فيلم سلبي للإصلاح الذاتي الذي يحمي السبيكة من بيئتها.

هذا هو جوهر مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ: أكسدة السطح التي تسيطر عليها, وليس غياب الأكسدة.

1. "المفارقة" التي كشف عنها جهد القطب الكهربائي القياسي

إمكانات القطب القياسية هي معلمة ديناميكية حرارية أساسية تصف ميل المعدن إلى فقدان الإلكترونات في المحلول.

بعبارات بسيطة, فهو يساعد في تحديد مدى نشاط المعدن كيميائيًا. أ أكثر سلبية ويعني الجهد القياسي أن المعدن أكثر عرضة للتأكسد وبالتالي فهو أكثر نشاطًا.

أ أكثر إيجابية الإمكانات تعني أن المعدن أكثر استقرارًا من الناحية الديناميكية الحرارية وأقل رغبة في الذوبان.

إذا قمنا بفحص المكونات المعدنية الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ -الكروم, حديد, والنيكل- ومقارنتها بالهيدروجين كنقطة مرجعية, يظهر تناقض مثير للاهتمام.

التناقض واضح على الفور: جميع المكونات الثلاثة الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ لها إمكانات القطب القياسية السلبية, مما يعني أنها تقع على الجانب النشط من السلسلة الكهروكيميائية وتميل إلى الأكسدة من الناحية الديناميكية الحرارية.

يعتبر الكروم ملحوظًا بشكل خاص لأن إمكاناته أكثر سلبية من الحديد والنيكل, مما يعني أنه الأكثر نشاطًا بين الثلاثة.

من وجهة نظر ديناميكية حرارية بحتة, هذه ليست معادن "نبيلة" على الإطلاق. فهي معادن نشطة ينبغي, مبدئيا, تتآكل بسهولة إلى حد ما.

ومع ذلك، يُظهر الفولاذ المقاوم للصدأ — وهو سبيكة مصنوعة من هذه العناصر النشطة — مقاومة متميزة للصدأ والعديد من أشكال التآكل.

هذه هي المفارقة: لماذا تتصرف السبيكة المصنوعة من معادن نشطة ديناميكيًا كمواد مقاومة للتآكل؟?

الجواب لا يكمن في النبل الديناميكي الحراري. يكمن الأمر في قدرة السبيكة على بناء حالة سطحية واقية تتحكم في التآكل حركيًا.

2. السر الحقيقي: التخميل والفيلم الواقي

مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ ليست نتيجة للنبل الديناميكي الحراري. إنها نتيجة ل الحماية الحركية.

بعبارة أخرى, الفولاذ المقاوم للصدأ لا يتجنب الأكسدة تمامًا; بدلاً من, فهو يتأكسد بطريقة يتم التحكم فيها بشكل كبير مما يخلق حاجزًا فعالًا للغاية على السطح.

ويسمى هذا الحاجز فيلم سلبي, وهذا هو السبب الحقيقي وراء سلوك الفولاذ المقاوم للصدأ كمادة مقاومة للتآكل.

ماذا يعني التخميل

عندما يتعرض الفولاذ المقاوم للصدأ لبيئات تحتوي على الأكسجين مثل الهواء أو الماء, يتفاعل سطحه بسرعة كبيرة ليشكل طبقة أكسيد رقيقة جدًا.

يحدث رد الفعل هذا على الفور تقريبًا بعد التعرض, والفيلم الناتج هو:

• رقيقة للغاية, عادة ما يكون سمكها بضعة نانومترات فقط,
• كثيفة وصغيرة الحجم,
• ملتصقة بقوة إلى الركيزة,
• مستقرة كيميائيا في العديد من البيئات,
• و, الأهم من ذلك, إصلاح ذاتي.

هذه النقطة الأخيرة حاسمة. إذا كان السطح مخدوشًا أو متضررًا محليًا, يمكن أن يتفاعل المعدن المكشوف مرة أخرى مع الأكسجين ويعيد بناء الطبقة الواقية.

وهذا يعني أن السبيكة ليست مجرد "مغلفة" مرة واحدة وإلى الأبد. ويحافظ بشكل مستمر على حمايته من خلال التجديد الذاتي للسطح.

لماذا يعمل الفيلم السلبي

يعمل الفيلم السلبي لأنه يفصل الركيزة المعدنية عن البيئة المسببة للتآكل.

بمجرد أن يكون الحاجز في مكانه, الأكسجين, ماء, الكلوريد, والأنواع العدوانية الأخرى تواجه صعوبة أكبر بكثير في الوصول إلى المعدن الأساسي.

في الواقع, يحول الفيلم الفولاذ المقاوم للصدأ إلى مادة تقاوم التآكل دون أن تكون غير متفاعلة تمامًا, ولكن من خلال تشكيل حالة سطحية تمنع المزيد من التفاعل بسرعة.

لماذا هذا يختلف عن الصدأ العادي

تختلف هذه الآلية اختلافًا جوهريًا عن سلوك التآكل للفولاذ الكربوني العادي. الصلب الكربوني يشكل صدأ الحديد, والتي عادة ما تكون مسامية, غير ملتصق, وغير مستقرة.

الصدأ لا يغلق السطح; غالبًا ما يؤدي ذلك إلى تسريع المزيد من الهجمات عن طريق الكشف عن معدن جديد والاحتفاظ بالرطوبة.

على النقيض من ذلك, الفيلم السلبي على الفولاذ المقاوم للصدأ مدمج وواقٍ.

إنه يتصرف بشكل أقل كمنتج تآكل يحدد الضرر ويشبه إلى حد كبير طبقة سطحية وظيفية تمنع انتشار الضرر.

التخميل ليس حدثا لمرة واحدة

من المهم أن نفهم أن التخميل ليس دائمًا, طلاء ثابت. إنها حالة سطحية ديناميكية. يمكن إضعاف الفيلم السلبي بواسطة:

• انخفاض توافر الأكسجين,
• الكلوريد,
• ارتفاع درجة الحرارة,
• الشقوق,
• تلوث السطح,
• وتاريخ التصنيع غير لائق.

إذا تم تدمير الفيلم بشكل أسرع مما يمكن إصلاحه, تفقد السبيكة سلوكها المقاوم للصدأ في تلك المنطقة المحلية.

ولهذا السبب يمكن أن يؤدي الفولاذ المقاوم للصدأ أداءً رائعًا في بيئة ما ويفشل في بيئة أخرى. الفيلم السلبي قوي, لكن ذلك يعتمد على الظروف التي تدعمه.

المعنى الحقيقي لـ "المقاوم للصدأ"

يمكن أن تكون كلمة "غير القابل للصدأ" مضللة إذا تم أخذها حرفيًا. الفولاذ المقاوم للصدأ ليس معدنًا لا يتفاعل أبدًا.

إنه معدن يتفاعل يكفي لإنشاء طبقة حماية عالية غنية بالكروم, ومن ثم يستخدم هذا الفيلم لوقف المزيد من التآكل.

هذا هو السر الحقيقي:

يقاوم الفولاذ المقاوم للصدأ التآكل لأنه يحول نشاطه الكيميائي إلى حماية ذاتية.

3. العنصر الأساسي: الكروم (كر)

إذا كان التخميل هو الآلية الكامنة وراء مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل, ثم الكروم هو العنصر الذي يجعل التخميل ممكنًا.

إنها إضافة السبائك الأكثر أهمية في الفولاذ المقاوم للصدأ لأنها تمكن من تكوين مستقر, وقائي, طبقة أكسيد غنية بالكروم على السطح.

لماذا يهم الكروم

عندما يصل محتوى الكروم إلى مستوى كافٍ، يكون ذلك عادةً حوالي 12% أو أعلى- يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ تطوير الفيلم السلبي الذي يحدد مقاومته للتآكل.

هذا الفيلم ليس الصدأ العادي. ويهيمن عليها أكسيد الكروم, cr₂o₃, وهو أكثر كثافة, أكثر استقرارًا, وأكثر حماية بكثير من أكاسيد الحديد المتكونة على الفولاذ الكربوني العادي.

لا يجعل الكروم الفولاذ المقاوم للصدأ "محصنًا" ضد الأكسدة. بدلاً من, فهو يغير طبيعة الأكسدة بحيث يصبح تفاعل السطح وقائيًا وليس مدمرًا.

الكروم مقابل أكسيد الحديد

الفرق بين أكسيد الكروم وصدأ الحديد أمر أساسي.

يميل أكسيد الحديد إلى التوسع, كسر, وتنتشر بعيدا عن السطح. بمجرد أن تتقشر, ينكشف المعدن الجديد وتستمر دورة التآكل.

يتصرف أكسيد الكروم بطريقة معاكسة: فهو يتمسك بقوة بالسطح ويشكل حاجزًا مستمرًا يقاوم أي هجوم آخر.

الإصلاح الذاتي هو الخاصية الأكثر قيمة للكروم

أحد أبرز جوانب الكروم هو أنه يسمح للفيلم السلبي بالتفاعل الشفاء الذاتي.

إذا تم خدش السطح, متآكل, أو المتضررة محليا, يمكن أن يتفاعل الكروم الموجود في السبيكة الأساسية بسرعة مع الأكسجين ويعيد بناء طبقة الأكسيد الواقية.

ولهذا السبب يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ أن يتحمل التآكل العادي والأضرار الطفيفة للسطح دون أن يفقد مقاومته للتآكل على الفور.

الفيلم السلبي ليس طبقة هشة يتم تطبيقها من الخارج. وهو نشط, حالة سطحية ذاتية التجديد مدعومة بالكروم الموجود في السبيكة نفسها.

الكروم ليس مجرد عنصر تآكل

يقوم Chromium بأكثر من مجرد تشكيل الفيلم السلبي. كما أنه يساهم في مقاومة الأكسدة الشاملة لدرجات الحرارة العالية للفولاذ المقاوم للصدأ ويساعد في تحديد السلوك العام لعائلة السبائك..

لكن, وظيفتها الأكثر أهمية تبقى كما هي: فهو يخلق كيمياء السطح التي تجعل السبيكة "غير قابلة للصدأ".

بدون ما يكفي من الكروم, تفقد السبيكة القدرة على الحفاظ على فيلم سلبي مستمر. في تلك المرحلة, لم يعد يتصرف مثل الفولاذ المقاوم للصدأ بالمعنى الهندسي.

يجب الحفاظ على توازن الكروم

يكون الكروم فعالاً فقط عندما يظل متاحًا في المصفوفة وبالقرب من السطح.

إذا تم ربط الكروم بمركبات غير مرغوب فيها - مثل الكربيدات المتكونة عند حدود الحبوب - فقد يُترك المعدن المحيط مستنفدًا بالكروم.

في تلك الحالة, حتى السبائك ذات المحتوى الاسمي العالي من الكروم يمكن أن تصبح عرضة للتآكل الموضعي.

ولهذا السبب لا يتم تحديد أداء الفولاذ المقاوم للصدأ من خلال محتوى الكروم وحده.

يجب أن يكون الكروم أيضًا موزعة بشكل صحيح ومتوفرة من الناحية المعدنية لدعم التخميل.

الدرس الأعمق

الكروم هو المفتاح لأنه يمنح الفولاذ المقاوم للصدأ وسيلة لحماية نفسه.

إنها تمكن السبيكة من تكوين أكسيد مستقر ورقيق بما يكفي ليكون غير مرئي, لكنها قوية بما يكفي لمنع المعدن الأساسي من التآكل بسرعة.

لذا فإن الدور الحقيقي للكروم ليس جعل الفولاذ المقاوم للصدأ خاملاً. هو جعل الفولاذ المقاوم للصدأ قادرًا على بناء سطح الحماية الذاتية.

4. الدور الداعم للنيكل (في)

إذا كان الكروم هو العنصر الذي يجعل الفيلم السلبي ممكنًا, النيكل هو العنصر الذي يصنع الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر تنوعا وأكثر تسامحا.

يمنح الكروم الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومته الأساسية للتآكل, لكن النيكل يوسع نطاق البيئات التي تظل فيها تلك المقاومة فعالة ويعمل على استقرار البنية المجهرية التي تدعمها.

يمتد النيكل مقاومة التآكل إلى بيئات مخفضة

الفيلم السلبي الغني بالكروم هو الأكثر استقرارًا البيئات المؤكسدة مثل الهواء, ماء, حمض النيتريك, وأكسدة المحاليل الملحية.

في الأحماض المختزلة أو غير المؤكسدة, لكن, هذا الفيلم أقل استقرارًا وقد يذوب أو ينهار بسهولة أكبر. هذا هو المكان الذي يصبح فيه النيكل ذا أهمية خاصة.

النيكل أنبل من الحديد والكروم من الناحية الكهروكيميائية, وهذا يجعلها أكثر مقاومة للهجوم في العديد من الوسائط المختزلة.

عند إضافة النيكل إلى الفولاذ المقاوم للصدأ, فهو يعمل على تحسين الأداء في البيئات التي لا يكفي فيها الكروم وحده.

من الناحية العملية, يساعد النيكل الفولاذ المقاوم للصدأ على مقاومة مجموعة واسعة من الظروف الكيميائية, ليس فقط تلك المؤكسدة.

وهذا هو أحد أسباب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل 304 و 316 تستخدم على نطاق واسع.

لا يعتمد سلوك التآكل الخاص بهم على الكروم وحده; إنه التأثير المشترك لعمل الكروم والنيكل معًا.

النيكل يستقر الهيكل الأوستنيتي

يلعب النيكل أيضًا دورًا معدنيًا حاسمًا: إنه استقرار الأوستينيت. في الفولاذ مثل 304, يساعد النيكل في الحفاظ على التركيب البلوري الأوستنيتي في درجة حرارة الغرفة.

وهذا مهم لسببين.

أولاً, يوفر الهيكل الأوستنيتي ممتازًا ليونة, صلابة, والقابلية للتشكيل, ولهذا السبب يمكن ختم هذه الفولاذ, عازمة, مرسومة بعمق, وملفقة بشكل فعال.

ثانية, تدعم المصفوفة الأوستنيتية المستقرة والموحدة توزيعًا أكثر توازناً لعناصر صناعة السبائك, بما في ذلك الكروم, مما يساعد الفيلم السلبي على البقاء أكثر استمرارًا وأقل عرضة للعيوب.

بهذا المعنى, لا يقوم النيكل بإنشاء الفيلم السلبي مباشرة. بدلاً من, إنه يخلق بيئة معدنية يمكن أن يتشكل فيها الفيلم السلبي بشكل أكثر موثوقية ويعمل بشكل أكثر اتساقًا.

يساعد النيكل على تقليل مشاكل فصل الكروم

تساعد المصفوفة الأوستنيتية المستقرة أيضًا على تقليل مخاطر عزل الكروم المحلي عند حدود الحبوب.

وهذا أمر مهم لأن التوزيع غير المنتظم للكروم يمكن أن يضعف الفيلم السلبي ويخلق قابلية محلية للتآكل.

من خلال تعزيز هيكل أكثر تجانسا, النيكل يدعم بشكل غير مباشر مقاومة التآكل.

السبيكة ليست فقط أكثر قابلية للتشكيل وأكثر صرامة; كما أنه في وضع أفضل للحفاظ على طبقة سطحية موحدة غنية بالكروم.

النيكل والفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين

النيكل ليس مهمًا فقط في الدرجات الأوستنيتي بالكامل. في الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين, يساعد محتوى النيكل الخاضع للتحكم في تحقيق التوازن بين نسبة الأوستينيت والفريت ويمكن أن يحسن مقاومة التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي.

في هذه العائلة, لا يتم استخدام النيكل لمجرد جعل الفولاذ "أكثر أوستنيتيًا"; يتم استخدامه لضبط توازن الطور حتى تتمكن السبيكة من الجمع بين القوة, مقاومة التآكل, ومقاومة الكراك بشكل أكثر فعالية.

لذا فإن قيمة النيكل في الفولاذ المقاوم للصدأ أوسع مما يفترض الكثير من الناس. إنه ليس مجرد مُحسّن لمقاومة التآكل. وهو أيضًا أ استقرار البنية الدقيقة و أ أداة توازن المرحلة.

5. ما وراء الكروم والنيكل: عناصر صناعة السبائك المساعدة

الكروم والنيكل هما الركائز الأساسية لمقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ, لكنها ليست القصة بأكملها.

تتم إضافة العديد من عناصر السبائك الثانوية لحل نقاط ضعف معينة في الفيلم السلبي أو لتحسين سلوك السبائك في البيئات الصعبة.

الموليبدينوم: الحماية ضد التآكل والشقوق

الموليبدينوم هو أحد أهم العناصر الداعمة في الفولاذ المقاوم للصدأ, وخاصة في الدرجات مثل 316.

دورها الرئيسي هو تحسين المقاومة تآكل التآكل و تآكل الشق, وخاصة في البيئات الغنية بالكلوريد مثل مياه البحر, رذاذ الملح, والعديد من المحاليل الصناعية.

من الناحية العملية, يساعد الموليبدينوم على تقوية الطبقة السلبية ويقلل من سهولة اختراق أيونات الكلوريد لها وتكسيرها..

وهذا هو السبب وراء تفضيل الدرجات الحاملة للموليبدينوم في البحرية, كيميائية, والتطبيقات الساحلية حيث قد يعاني الفولاذ المقاوم للصدأ العادي من الكروم والنيكل.

التيتانيوم والنيوبيوم: الاستقرار ضد التآكل الحبيبي

يتم استخدام التيتانيوم والنيوبيوم في الفولاذ المقاوم للصدأ المستقر مثل 321 و 347.

والغرض منها محدد للغاية: يمنعون التآكل الحبيبي عن طريق ربط الكربون قبل أن يتحد الكروم معه.

ينجح هذا لأن التيتانيوم والنيوبيوم لديهما صلة أقوى بالكربون مقارنة بالكروم.

بدلاً من تكوين كربيدات الكروم عند حدود الحبوب, أنها تشكل كربيدات التيتانيوم مستقرة أو كربيدات النيوبيوم.

وهذا يحافظ على الكروم في المصفوفة ويمنع استنفاد الكروم بالقرب من حدود الحبوب.

هذا هو الحل المعدني لمشكلة التآكل. تم تصميم السبيكة بحيث يتم "التقاط" الكربون بواسطة عنصر التثبيت بدلاً من سرقة الكروم من النظام السلبي.

نتروجين: تعزيز الأوستينيت وتحسين مقاومة الحفر

للنيتروجين تأثير مزدوج قوي في الفولاذ المقاوم للصدأ.

أولاً, فهو يساعد على استقرار هيكل أوستنيتي, يدعم نفس النوع من التحكم في الطور الذي يوفره النيكل.

ثانية, فهو يتحسن تأليف مقاومة التآكل عن طريق زيادة مقاومة الفيلم السلبي للانهيار الموضعي.

يعتبر النيتروجين ذو قيمة خاصة لأنه يمكن أن يعزز الأداء الميكانيكي وأداء التآكل في نفس الوقت.

إنها واحدة من إضافات السبائك الأكثر كفاءة في التصميم الحديث المقاوم للصدأ.

6. السلبية هي حالة ديناميكية, ليست دائمة

أحد أكثر حالات سوء الفهم شيوعًا حول الفولاذ المقاوم للصدأ هو أن الطبقة الواقية الخاصة به تتصرف كطبقة ثابتة مثبتة بشكل دائم على السطح.

في الواقع, هذه ليست الطريقة التي تعمل بها السلبية. الحالة السلبية هي متحرك. يتم تشكيلها بشكل مستمر, تالف, وإصلاحه عندما تتفاعل المادة مع بيئتها.

هذه الطبيعة الديناميكية هي بالضبط ما يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ فعالاً, ولكنه يفسر أيضًا سبب استمرار فشله في ظل الظروف الخاطئة.

الفيلم السلبي دائمًا في حالة توازن

طبقة أكسيد الكروم الغنية على الفولاذ المقاوم للصدأ رقيقة للغاية ومستقرة للغاية, ولكنها ليست ثابتة. إنه موجود في توازن دقيق بين التكوين والانهيار.

عندما تكون البيئة مواتية, يساعد الأكسجين الموجود في الوسط المحيط الفيلم على البقاء سليمًا أو الإصلاح بسرعة بعد الاضطراب.

عندما تكون البيئة غير مواتية, قد يتضرر الفيلم بشكل أسرع مما يمكن إعادة بنائه. في هذه الحالة, يمكن أن يبدأ التآكل الموضعي على الرغم من أن السبيكة لا تزال اسميًا "غير قابلة للصدأ".

ولهذا السبب لا ينبغي النظر إلى الفولاذ المقاوم للصدأ على أنه مادة محمية بشكل دائم.

ومن الأدق أن نقول إنها مادة قادرة على ذلك الحفاظ على السلبية طالما أن بيئتها تسمح للفيلم السلبي بالبقاء مستقرًا.

يمكن للفيلم إصلاح نفسه, ولكن فقط في ظل الظروف المناسبة

واحدة من أهم ميزات الفولاذ المقاوم للصدأ هي قدرته على الشفاء الذاتي.

إذا تم خدش السطح, متآكل, أو تعطلت محليا, يمكن أن يتفاعل الكروم الموجود في السبيكة الأساسية بسرعة مع الأكسجين ويعيد بناء طبقة الأكسيد الواقية.

لكن, يعتمد سلوك الإصلاح الذاتي هذا على البيئة.

• في البيئات الغنية بالأكسجين, يتم إصلاح الفيلم بسهولة.
• في الشقوق الراكدة, قد ينضب الأكسجين.
• في المحاليل الغنية بالكلوريد, قد ينهار الفيلم محليًا.
• في وسائل الإعلام الحد للغاية, قد لا تظل الطبقة المنفعلة مستقرة.

لذا فإن السلبية ليست مجرد خاصية للمعدن وحده. إنها ملكية لل نظام البيئة المعدنية.

يمكن أن تفشل السلبية محليًا حتى عندما تكون السبيكة السائبة سليمة

قد يبدو مكون الفولاذ المقاوم للصدأ مقبولًا تمامًا بشكل عام بينما تفقد المناطق الصغيرة على السطح سلبيتها بالفعل.

يمكن أن يكون سبب هذه الإخفاقات المحلية:

• أيونات الكلوريد,
• ظروف انخفاض الأكسجين,
• الودائع أو الشقوق,
• صبغة حرارة اللحام,
• تلوث,
• خشونة السطح,
• أو الإجهاد المتبقي.

بمجرد ظهور عيب محلي صغير في الفيلم السلبي, قد تصبح نقطة البداية للتأليب, تآكل الشق, أو هجوم بين الخلايا.

هذا هو السبب في أن التآكل الموضعي يمثل مشكلة خطيرة بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ: قوة السبيكة حقيقية, لكن حالة الحماية محلية ومشروطة.

تؤثر الكيمياء البيئية بقوة على السلبية

يعتمد استقرار الفيلم السلبي على الكيمياء المحيطة.

عوامل مثل الرقم الهيدروجيني, تركيز الكلوريد, مستوى الأكسجين, درجة حرارة, والحركة السائلة كلها تؤثر على ما إذا كانت السلبية ستظل سليمة أم لا.

على سبيل المثال:

• الأكسجين يدعم إصلاح الفيلم,
• الكلوريد يمكن أن يزعزع استقرار الفيلم,
• ارتفاع درجة الحرارة يمكن تسريع الانهيار,
• المناطق الراكدة يمكن أن تمنع إعادة التنشيط,
• و الظروف الحمضية أو المخفضة قد يضعف الحماية.

وهذا هو السبب في أن درجة الفولاذ المقاوم للصدأ التي تعمل بشكل جيد في بيئة ما قد تفشل في بيئة أخرى. سبيكة لا تتغير, لكن الظروف التي تتحكم في السلبية تفعل ذلك.

حالة السطح مهمة بقدر تكوينها

لأن السلبية هي ظاهرة سطحية, حالة السطح أمر بالغ الأهمية.

خشونة, تلوث, مقياس اللحام, بيك اب الحديد, ويمكن أن تتداخل الصبغة الحرارية مع أداء الفيلم السلبي.

نظيفة, سلس, من المرجح أن يحافظ سطح الفولاذ المقاوم للصدأ المعالج بشكل صحيح على السلبية أكثر من السطح المتسخ, يتأكسد, أو ملوثة.

هذا هو السبب في أن ممارسة التصنيع لا يمكن فصلها عن أداء التآكل. الكيمياء الجيدة ليست كافية إذا تعرض السطح للتلف بسبب سوء المعالجة.

السلبية هي إنجاز حركي

المفهوم الرئيسي هنا هو الحركية. الفولاذ المقاوم للصدأ غير محمي لأن التآكل مستحيل.

إنه محمي لأن الحالة السلبية تتشكل بسرعة كافية وتصلح نفسها بسرعة كافية لتجاوز التآكل في ظل ظروف مناسبة.

هذا هو المعنى الحقيقي لمقاومة التآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ:
ليس الحصانة, لكن الحماية الذاتية تسيطر عليها.

7. خاتمة

لا تعتمد مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ على النبل بالمعنى الكهروكيميائي.

لأنه يقوم على آلية أكثر أناقة بكثير: قدرة السبيكة على تكوين طبقة رقيقة, كثيفة, ملتصق, والفيلم السلبي الشفاء الذاتي, بنيت بشكل رئيسي حول أكسيد الكروم.

الكروم هو صانع الأفلام الأساسي. يوسع النيكل نطاق مقاومة التآكل القابل للاستخدام ويثبت الهيكل الأوستنيتي.

الموليبدينوم, نتروجين, التيتانيوم, نيوبيوم, والتحكم في الكربون في التفاصيل.

والنتيجة النهائية لا تعتمد فقط على التكوين, ولكن أيضًا على المعالجة الحرارية, جودة اللحام, وحالة السطح.

لذا فإن سر الفولاذ المقاوم للصدأ ليس أنه لا يتآكل أبدًا.
السر هو أنها تعرف كيف تحمي نفسها.