Չժանգոտվող պողպատից կոռոզիոն դիմադրության գաղտնիքը

Ներածություն

Չժանգոտվող պողպատ անսովոր համբավ ունի. Առօրյա լեզվով, մարդիկ այն նկարագրում են որպես «ժանգոտ,«Մաքուր,», կամ նույնիսկ «ազնվական»: Իրականում, չժանգոտվող պողպատը բացարձակ իմաստով այդ բաներից չէ.

Այն պաշտպանված չէ կոռոզիայից, և այն թերմոդինամիկորեն իներտ չէ.

Այնուամենայնիվ, խոհանոցներում, Քիմիական բույսեր, ծովային համակարգեր, Բժշկական սարքեր, և ճարտարապետական ​​կառույցներ, այն հաճախ շատ ավելի լավ է գործում, քան սովորական ածխածնային պողպատը.

Այսպիսով, որն է իրական գաղտնիքը?

Պատասխանն այն չէ, որ չժանգոտվող պողպատը պատրաստված է «ոչ ակտիվ» մետաղներից. Փաստորեն, նրա հիմնական բաղադրամասերը՝ երկաթ, քրոմ, և նիկելը - բոլորը մետաղներ են, որոնք կարող են բավականին հեշտությամբ օքսիդանալ.

Չժանգոտվող պողպատը կոռոզիային դիմադրելու իրական պատճառն այն է, որ այն չի հիմնվում միայն իր մետաղների ազնիվ բնույթի վրա:.

Այն հենվում է ա ինքնակազմակերպվող, ինքնավերականգնվող պասիվ ֆիլմ որը պաշտպանում է համաձուլվածքն իր միջավայրից.

Դա չժանգոտվող պողպատի կոռոզիոն դիմադրության առանցքն է: վերահսկվող մակերեսային օքսիդացում, ոչ օքսիդացման բացակայությունը.

1. Ստանդարտ էլեկտրոդային պոտենցիալով բացահայտված «պարադոքսը»:

Ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալը հիմնական թերմոդինամիկական պարամետր է, որը նկարագրում է լուծույթում էլեկտրոններ կորցնելու մետաղի միտումը:.

Պարզ բառերով, այն օգնում է ցույց տալ, թե որքան քիմիապես ակտիվ է մետաղը. Էունք ավելի բացասական Ստանդարտ պոտենցիալը նշանակում է, որ մետաղն ավելի հավանական է օքսիդանալու և, հետևաբար, ավելի ակտիվ է.

Էունք ավելի դրական պոտենցիալը նշանակում է, որ մետաղը թերմոդինամիկորեն ավելի կայուն է և ավելի քիչ է լուծվում.

Եթե ​​մենք ուսումնասիրենք չժանգոտվող պողպատի հիմնական մետաղական բաղադրիչները.քրոմ, երկաթ, եւ նիկել- և համեմատեք դրանք ջրածնի հետ որպես հղման կետ, հետաքրքիր հակասություն է առաջանում.

Հակասությունն անմիջապես պարզ է դառնում: Չժանգոտվող պողպատի բոլոր երեք հիմնական բաղադրիչներն ունեն բացասական ստանդարտ էլեկտրոդների պոտենցիալները, նշանակում է, որ դրանք ընկած են էլեկտրաքիմիական շարքի ակտիվ կողմում և թերմոդինամիկորեն հակված են օքսիդացման.

Հատկապես աչքի է ընկնում քրոմը, քանի որ նրա ներուժն ավելի բացասական է, քան թե երկաթը, թե նիկելը, ինչը նշանակում է, որ այն երեքից ամենաակտիվն է.

Զուտ թերմոդինամիկական տեսանկյունից, սրանք ամենևին էլ «ազնիվ» մետաղներ չեն. Նրանք ակտիվ մետաղներ են, որոնք պետք է, սկզբունքորեն, բավականին հեշտությամբ կոռոզիայի ենթարկվել.

Այնուամենայնիվ, չժանգոտվող պողպատը` այս ակտիվ տարրերից կառուցված համաձուլվածքը, ցույց է տալիս զգալի դիմադրություն ժանգի և կոռոզիայի բազմաթիվ ձևերի նկատմամբ:.

Դա պարադոքսն է: ինչու է թերմոդինամիկ ակտիվ մետաղներից պատրաստված համաձուլվածքն իրեն կոռոզիակայուն նյութի նման պահում?

Պատասխանը թերմոդինամիկական ազնվականության մեջ չէ. Դա պայմանավորված է համաձուլվածքի ունակությամբ՝ ստեղծելու պաշտպանիչ մակերեսային վիճակ, որը կինետիկորեն վերահսկում է կոռոզիան.

2. Իրական գաղտնիքը: Պասիվացում և պաշտպանիչ ֆիլմ

Չժանգոտվող պողպատի կոռոզիոն դիմադրությունը թերմոդինամիկական ազնվականության արդյունք չէ. Դա արդյունք է կինետիկ պաշտպանություն.

Այլ կերպ ասած, չժանգոտվող պողպատն ընդհանրապես չի խուսափում օքսիդացումից; փոխարենը, այն օքսիդանում է խիստ վերահսկվող ձևով, որը մակերեսի վրա ստեղծում է չափազանց արդյունավետ պատնեշ.

Այս արգելքը կոչվում է պասիվ ֆիլմ, և դա է իրական պատճառը, որ չժանգոտվող պողպատն իրեն պահում է որպես կոռոզիոն դիմացկուն նյութ.

Ինչ է նշանակում պասիվացում

Երբ չժանգոտվող պողպատը ենթարկվում է թթվածին պարունակող միջավայրերի, ինչպիսիք են օդը կամ ջուրը, դրա մակերեսը շատ արագ արձագանքում է՝ ձևավորելով շատ բարակ օքսիդային շերտ.

Այս արձագանքը տեղի է ունենում գրեթե անմիջապես հետո ազդեցության, և ստացված ֆիլմն է:

• չափազանց բարակ, սովորաբար ընդամենը մի քանի նանոմետր հաստությամբ,
• խիտ և կոմպակտ,
• խիստ հավատարիմ դեպի ենթաշերտը,
• քիմիապես կայուն բազմաթիվ միջավայրերում,
• մի քանազոր, ամենակարեւորը, ինքնուրույն վերանորոգում.

Վերջին կետը կրիտիկական է. Եթե ​​մակերեսը քերծված է կամ տեղային վնասված է, բաց մետաղը կարող է կրկին արձագանքել թթվածնի հետ և վերականգնել պաշտպանիչ թաղանթը.

Սա նշանակում է, որ խառնուրդը պարզապես մեկընդմիշտ «պատված» չէ. Այն շարունակաբար պահպանում է իր պաշտպանությունը մակերեսի ինքնավերականգնման միջոցով.

Ինչու է աշխատում պասիվ ֆիլմը

Պասիվ թաղանթը աշխատում է, քանի որ այն առանձնացնում է մետաղական ենթաշերտը քայքայիչ միջավայրից.

Երբ պատնեշը տեղադրվի, թթվածին, ջրմուղ, քլորիդներ, իսկ մյուս ագրեսիվ տեսակները շատ ավելի դժվարությամբ են հասնում հիմքում ընկած մետաղին.

Գործում է, թաղանթը չժանգոտվող պողպատը վերածում է նյութի, որը կոռոզիային դիմադրում է ոչ լրիվ անգործունակ լինելով, բայց արագ ձևավորելով մակերեսային վիճակ, որն արգելափակում է հետագա ռեակցիան.

Ինչու է սա տարբերվում սովորական ժանգից

Այս մեխանիզմը սկզբունքորեն տարբերվում է սովորական ածխածնային պողպատի կոռոզիայից. Ածխածնային պողպատից առաջանում է երկաթի ժանգ, որը սովորաբար ծակոտկեն է, անհավատարիմ, և անկայուն.

Ժանգը չի կնքում մակերեսը; այն հաճախ արագացնում է հետագա հարձակումը՝ մերկացնելով նոր մետաղը և պահպանելով խոնավությունը.

Ի հակադրություն, Չժանգոտվող պողպատի պասիվ թաղանթը կոմպակտ է և պաշտպանիչ.

Այն իրեն ավելի քիչ է պահում որպես կոռոզիոն արտադրանք, որը նշում է վնասը և ավելի շատ նման է ֆունկցիոնալ մակերեսային շերտի, որը կանխում է վնասի տարածումը:.

Պասիվացումը մեկանգամյա իրադարձություն չէ

Կարևոր է հասկանալ, որ պասիվացումը մշտական ​​չէ, ստատիկ ծածկույթ. Դա դինամիկ մակերեսային վիճակ է. Պասիվ ֆիլմը կարող է թուլանալ:

• թթվածնի ցածր հասանելիություն,
• քլորիդներ,
• բարձր ջերմաստիճան,
• ճեղքեր,
• մակերեսային աղտոտում,
• և ոչ պատշաճ կեղծիքի պատմությունը.

Եթե ​​ֆիլմը ոչնչացվի ավելի արագ, քան այն կարող է բարեփոխվել, համաձուլվածքը կորցնում է իր չժանգոտվող վարքը այդ տեղական շրջանում.

Այդ իսկ պատճառով չժանգոտվող պողպատը կարող է փայլուն գործել մի միջավայրում, իսկ մյուսում՝ ձախողվել. Պասիվ ֆիլմը հզոր է, բայց դա կախված է այն պայմաններից, որոնք աջակցում են դրան.

«Չժանգոտվող» բառի իրական իմաստը

«Չժանգոտվող» բառը կարող է ապակողմնորոշիչ լինել, եթե բառացիորեն ընդունվի. Չժանգոտվող պողպատը մետաղ չէ, որը երբեք չի արձագանքում.

Դա արձագանքող մետաղ է բավական է ստեղծել բարձր պաշտպանիչ քրոմով հարուստ թաղանթ, և այնուհետև օգտագործում է այդ թաղանթը հետագա կոռոզիան դադարեցնելու համար.

Դա է իրական գաղտնիքը:

չժանգոտվող պողպատը դիմադրում է կոռոզիային, քանի որ այն իր քիմիական ակտիվությունը վերածում է ինքնապաշտպանության.

3. Հիմնական տարրը: Քրոմ (Խուզարկու)

Եթե ​​պասիվացումը չժանգոտվող պողպատի կոռոզիոն դիմադրության մեխանիզմն է, ապա քրոմը այն տարրն է, որը հնարավոր է դարձնում պասիվացումը.

Սա չժանգոտվող պողպատի միակ ամենակարևոր համաձուլվածքային հավելումն է, քանի որ այն հնարավորություն է տալիս ախոռի ձևավորմանը, պաշտպանիչ, մակերեսի վրա քրոմով հարուստ օքսիդ թաղանթ.

Ինչու է քրոմը կարևոր

Երբ քրոմի պարունակությունը հասնում է բավարար մակարդակի, սովորաբար մոտ 12% կամ ավելի բարձր— չժանգոտվող պողպատը կարող է զարգացնել պասիվ թաղանթ, որը սահմանում է դրա կոռոզիոն դիմադրությունը.

Այդ ֆիլմը սովորական ժանգ չէ. Այն գերակշռում է քրոմի օքսիդ, Cr2O3, որը շատ ավելի խիտ է, ավելի կայուն, և շատ ավելի պաշտպանիչ, քան սովորական ածխածնային պողպատի վրա ձևավորված երկաթի օքսիդները.

Քրոմը չժանգոտվող պողպատը «իմունիտետ» չի դարձնում օքսիդացման նկատմամբ. Փոխարեն, այն փոխում է օքսիդացման բնույթն այնպես, որ մակերեսային ռեակցիան դառնում է պաշտպանիչ, քան կործանարար.

Քրոմն ընդդեմ երկաթի օքսիդի

Քրոմի օքսիդի և երկաթի ժանգի միջև տարբերությունը հիմնարար է.

Երկաթի օքսիդը հակված է ընդարձակման, ճեղքել, և թափվում է մակերեսից. Հենց որ այն փաթաթվում է, թարմ մետաղը ենթարկվում է, և կոռոզիայի ցիկլը շարունակվում է.

Քրոմի օքսիդը հակառակ կերպ է վարվում: այն ամուր կպչում է մակերեսին և ստեղծում շարունակական պատնեշ, որը դիմակայում է հետագա հարձակումներին.

Ինքնանորոգումը քրոմի ամենաթանկ հատկությունն է

Քրոմի ամենաուշագրավ կողմերից մեկն այն է, որ այն թույլ է տալիս պասիվ ֆիլմը ինքնաբուժում.

Եթե ​​մակերեսը քերծված է, հղկված, կամ տեղային վնասված, հիմքում ընկած համաձուլվածքի քրոմը կարող է արագ արձագանքել թթվածնի հետ և վերականգնել պաշտպանիչ օքսիդի շերտը.

Ահա թե ինչու չժանգոտվող պողպատը կարող է գոյատևել նորմալ մաշվածության և մակերեսի աննշան վնասների վրա՝ առանց անմիջապես կորցնելու իր կոռոզիոն դիմադրությունը.

Պասիվ թաղանթը դրսից կիրառվող փխրուն ծածկույթ չէ. Այն ակտիվ է, ինքնավերականգնվող մակերևույթի վիճակ, որն ապահովված է բուն համաձուլվածքում քրոմով.

Chromium-ը պարզապես կոռոզիոն տարր չէ

Chromium-ն ավելին է անում, քան ձևավորում է պասիվ թաղանթ. Այն նաև նպաստում է չժանգոտվող պողպատի ընդհանուր բարձր ջերմաստիճանի օքսիդացման դիմադրությանը և օգնում է որոշել համաձուլվածքների ընտանիքի ընդհանուր վարքը:.

Սակայն, նրա ամենակարեւոր գործառույթը մնում է նույնը: այն ստեղծում է մակերեսային քիմիա, որը համաձուլվածքը դարձնում է «չժանգոտվող»:

Առանց բավարար քրոմի, խառնուրդը կորցնում է շարունակական պասիվ ֆիլմը պահպանելու ունակությունը. Այդ պահին, այն այլևս իրեն չժանգոտվող պողպատի պես չի պահում ինժեներական իմաստով.

Քրոմի հավասարակշռությունը պետք է պահպանվի

Chromium-ն արդյունավետ է միայն այն դեպքում, երբ այն հասանելի է մատրիցայում և մակերեսին մոտ.

Եթե ​​քրոմը կապված է անցանկալի միացությունների մեջ, ինչպիսիք են կարբիդները, որոնք ձևավորվում են հացահատիկի սահմաններում, շրջակա մետաղը կարող է մնալ քրոմից սպառված:.

Այդ վիճակում, նույնիսկ բարձր անվանական քրոմի պարունակությամբ համաձուլվածքը կարող է խոցելի դառնալ տեղայնացված կոռոզիայից.

Այդ իսկ պատճառով չժանգոտվող պողպատի արդյունավետությունը չի որոշվում միայն քրոմի պարունակությամբ.

Քրոմը նույնպես պետք է լինի պատշաճ բաշխված և մետալուրգիական առումով հասանելի աջակցել պասիվացմանը.

Ավելի խորը դաս

Chromium-ը բանալին է, քանի որ այն չժանգոտվող պողպատից պաշտպանվելու միջոց է տալիս.

Այն թույլ է տալիս համաձուլվածքին ձևավորել կայուն օքսիդ, որը բավականաչափ բարակ է անտեսանելի լինելու համար, բայց բավականաչափ ամուր՝ հիմքում ընկած մետաղի արագ կոռոզիայից կանխելու համար.

Այսպիսով, քրոմի իրական դերը չժանգոտվող պողպատից իներտ դարձնելը չէ. Այն պատրաստում է չժանգոտվող պողպատ, որը կարող է կառուցել ա ինքնապաշտպանվող մակերես.

4. Նիկելի օժանդակ դերը (Մեջ)

Եթե ​​քրոմն այն տարրն է, որը հնարավոր է դարձնում պասիվ թաղանթը, նիկելը չժանգոտվող պողպատ պատրաստող տարր է ավելի բազմակողմանի և ավելի ներողամիտ.

Քրոմը չժանգոտվող պողպատին տալիս է իր հիմնական կոռոզիոն դիմադրությունը, բայց նիկելը ընդլայնում է միջավայրերի շրջանակը, որտեղ այդ դիմադրությունը մնում է արդյունավետ և կայունացնում է այն աջակցող միկրոկառուցվածքը.

Նիկելը մեծացնում է կոռոզիոն դիմադրությունը դեպի նվազեցնող միջավայր

Քրոմի հարուստ պասիվ թաղանթն առավել կայուն է օքսիդացնող միջավայրեր ինչպես օրինակ օդը, ջրմուղ, ազոտական ​​թթու, և օքսիդացնող աղի լուծույթներ.

Մեջ վերականգնող կամ չօքսիդացնող թթուներ, սակայն, այդ թաղանթը պակաս կայուն է և կարող է ավելի հեշտությամբ լուծարվել կամ քայքայվել. Այստեղ է, որ նիկելը դառնում է հատկապես կարևոր.

Էլեկտրաքիմիական առումով նիկելն ավելի ազնիվ է, քան երկաթը և քրոմը, և դա ավելի դիմացկուն է դարձնում հարձակմանը շատ նվազեցնող լրատվամիջոցներում.

Երբ նիկելն ավելացվում է չժանգոտվող պողպատին, այն բարելավում է աշխատանքը այնպիսի միջավայրերում, որտեղ միայն քրոմը բավարար չէ.

Գործնական առումով, Նիկելը օգնում է չժանգոտվող պողպատին դիմակայել քիմիական պայմանների ավելի լայն սպեկտրին, ոչ միայն օքսիդացողները.

Սա պատճառներից մեկն է austenitic չժանգոտվող steels, ինչպիսիք են 304 մի քանազոր 316 այնքան լայնորեն կիրառվում են.

Նրանց կոռոզիոն վարքագիծը հիմնված չէ միայն քրոմի վրա; դա քրոմի և նիկելի համատեղ ազդեցությունն է.

Նիկելը կայունացնում է աուստենիտիկ կառուցվածքը

Նիկելը նույնպես կարևոր մետալուրգիական դեր է խաղում: դա մի աուստենիտի կայունացուցիչ. Պողպատներում, ինչպիսիք են 304, Նիկելը օգնում է պահպանել ավստենիտիկ բյուրեղային կառուցվածքը սենյակային ջերմաստիճանում.

Դա կարևոր է երկու պատճառով.

Առաջին, աուստենիտիկ կառուցվածքը ապահովում է գերազանց առաձգականություն, կոշտություն, եւ զբաղվածություն, ահա թե ինչու այդ պողպատները կարող են դրոշմվել, կռացած, խորը նկարված, և այնքան արդյունավետ կերպով պատրաստված.

Երկրորդ, կայուն և միատեսակ ավստենիտիկ մատրիցը ապահովում է համաձուլվածքի տարրերի ավելի հավասարաչափ բաշխում, ներառյալ քրոմը, որն օգնում է պասիվ թաղանթին մնալ ավելի շարունակական և ավելի քիչ հակված թերությունների.

Այս առումով, նիկելը ուղղակիորեն չի ստեղծում պասիվ թաղանթ. Փոխարեն, այն ստեղծում է մետալուրգիական միջավայր, որտեղ պասիվ թաղանթը կարող է ավելի հուսալի ձևավորվել և ավելի հետևողական գործել.

Նիկելը օգնում է նվազեցնել քրոմի տարանջատման խնդիրները

Կայուն ավստենիտիկ մատրիցը նաև օգնում է նվազեցնել հացահատիկի սահմաններում քրոմի տեղական տարանջատման ռիսկը.

Դա կարևոր է, քանի որ քրոմի ոչ միատեսակ բաշխումը կարող է թուլացնել պասիվ թաղանթը և ստեղծել տեղական կոռոզիայի նկատմամբ զգայունություն:.

Ավելի միատարր կառուցվածքի խթանմամբ, նիկելը անուղղակիորեն աջակցում է կոռոզիոն դիմադրությանը.

Համաձուլվածքը ոչ միայն ավելի ձևավոր է և ավելի կոշտ; այն նաև ավելի լավ է տեղակայված, որպեսզի պահպանի քրոմով հարուստ մակերեսային շերտը.

Նիկել և դուպլեքս չժանգոտվող պողպատներ

Նիկելը կարևոր է ոչ միայն լիովին ավստենիտիկ դասարաններում. Դուպլեքս չժանգոտվող պողպատներում, վերահսկվող նիկելի պարունակությունը օգնում է հավասարակշռել ավստենիտ-ֆերիտ հարաբերակցությունը և կարող է բարելավել սթրեսային կոռոզիայից ճաքերի դիմադրությունը.

Այս ընտանիքում, Նիկելը չի ​​օգտագործվում պարզապես պողպատը «ավստենիտիկ» դարձնելու համար; այն օգտագործվում է փուլային հավասարակշռությունը կարգավորելու համար, որպեսզի համաձուլվածքը կարողանա միավորել ուժը, Կոռոզիոն դիմադրություն, և ճաքերի դիմադրությունն ավելի արդյունավետ.

Այսպիսով, չժանգոտվող պողպատում նիկելի արժեքը ավելի լայն է, քան շատերը ենթադրում են. Այն պարզապես կոռոզիոն դիմադրության ուժեղացուցիչ չէ. Դա նաև ա միկրոկառուցվածքային կայունացուցիչ և ա փուլային հավասարակշռության գործիք.

5. Քրոմի և նիկելի սահմաններից դուրս: Օժանդակ համաձուլվածքային տարրեր

Չժանգոտվող պողպատից կոռոզիոն դիմադրության հիմնական սյուներն են քրոմը և նիկելը, բայց դրանք ամբողջ պատմությունը չեն.

Մի քանի երկրորդական համաձուլվածքային տարրեր ավելացվում են պասիվ թաղանթում հատուկ թույլ կողմերը լուծելու կամ բարդ միջավայրում խառնուրդի վարքագիծը բարելավելու համար.

Մոլիբդեն: պաշտպանություն փոսերի և ճեղքերի կոռոզիայից

Մոլիբդենը չժանգոտվող պողպատի ամենակարևոր օժանդակ տարրերից մեկն է, հատկապես այնպիսի դասարաններում, ինչպիսիք են 316.

Դրա հիմնական դերը դիմադրության բարելավումն է Խոռոչի կոռոզիայից մի քանազոր Crevice Corrosion, հատկապես քլորիդով հարուստ միջավայրերում, ինչպիսիք են ծովի ջուրը, աղ լակի, և բազմաթիվ արդյունաբերական աղաջրեր.

Գործնական առումով, մոլիբդենն օգնում է ամրացնել պասիվ թաղանթը և նվազեցնում է քլորիդ իոնների ներթափանցման և քայքայման հեշտությունը.

Ահա թե ինչու ծովում հաճախ նախընտրելի են մոլիբդենի կրող դասարանները, քիմիական, և ափամերձ կիրառություններ, որտեղ սովորական քրոմ-նիկելային չժանգոտվող պողպատները կարող են պայքարել.

Տիտանի և նիոբիում: կայունացում միջգրանուլային կոռոզիայից

Տիտանը և նիոբիումը օգտագործվում են կայունացված չժանգոտվող պողպատներում, ինչպիսիք են 321 մի քանազոր 347.

Նրանց նպատակը շատ կոնկրետ է: կանխում են Միջգերատեսչական կոռոզիացիա կապելով ածխածինը, նախքան քրոմը կարող է միանալ դրա հետ.

Սա աշխատում է, քանի որ տիտանը և նիոբիումը ածխածնի նկատմամբ ավելի ուժեղ կապ ունեն, քան քրոմը.

Հացահատիկի սահմաններում քրոմի կարբիդներ ձևավորելու փոխարեն, դրանք ձևավորում են կայուն տիտանի կարբիդներ կամ նիոբիումի կարբիդներ.

Այն պահպանում է քրոմը մատրիցայում և կանխում է քրոմի սպառումը հացահատիկի սահմանների մոտ.

Սա կոռոզիայի խնդրի մետալուրգիական լուծում է. Համաձուլվածքը նախագծված է այնպես, որ ածխածինը «գրավվի» կայունացնող տարրի կողմից՝ պասիվ համակարգից քրոմը գողանալու փոխարեն։.

Ազոտ: աուստենիտի ամրապնդում և փոսերի դիմադրության բարելավում

Ազոտը հզոր երկակի ազդեցություն ունի չժանգոտվող պողպատի մեջ.

Առաջին, այն օգնում է կայունացնել Austenitic կառուցվածքը, աջակցելով նույն տեսակի փուլային հսկողությանը, որն ապահովում է նիկելը.

Երկրորդ, այն բարելավում է փոսային կոռոզիոն դիմադրություն բարձրացնելով պասիվ թաղանթի դիմադրությունը տեղայնացված խզման նկատմամբ.

Ազոտը հատկապես արժեքավոր է, քանի որ այն կարող է միաժամանակ բարձրացնել և՛ մեխանիկական, և՛ կոռոզիայի արդյունավետությունը.

Այն ժամանակակից չժանգոտվող դիզայնի ամենաարդյունավետ համաձուլվածքային հավելումներից մեկն է.

6. Պասիվությունը դինամիկ վիճակ է, Ոչ մշտական

Չժանգոտվող պողպատի մասին ամենատարածված թյուրիմացություններից մեկն այն է, որ դրա պաշտպանիչ թաղանթը իրեն պահում է մակերեսին մշտապես ամրացված ֆիքսված ծածկույթի պես:.

Իրականում, պասիվությունը այդպես չէ. Պասիվ վիճակն է դինամիկ. Այն ձևավորվում է շարունակաբար, վնասված, և վերանորոգվել, քանի որ նյութը փոխազդում է իր միջավայրի հետ.

Այս դինամիկ բնույթը հենց այն է, ինչը արդյունավետ է դարձնում չժանգոտվող պողպատը, բայց դա նաև բացատրում է, թե ինչու այն դեռ կարող է ձախողվել սխալ պայմաններում.

Պասիվ ֆիլմը միշտ հավասարակշռված վիճակում է

Չժանգոտվող պողպատի վրա քրոմով հարուստ օքսիդ թաղանթը չափազանց բարակ է և բարձր կայուն, բայց դա ստատիկ չէ. Այն գոյություն ունի ձևավորման և քայքայման միջև նուրբ հավասարակշռության մեջ.

Երբ միջավայրը բարենպաստ է, Շրջապատող միջավայրում թթվածինը օգնում է թաղանթին անձեռնմխելի մնալ կամ արագ փոփոխվել խանգարումից հետո.

Երբ միջավայրն անբարենպաստ է, ֆիլմը կարող է ավելի արագ վնասվել, քան այն կարող է վերակառուցվել. Այդ դեպքում, տեղայնացված կոռոզիան կարող է սկսվել, թեև համաձուլվածքը դեռևս անվանականորեն «չժանգոտվող» է:

Ահա թե ինչու չժանգոտվող պողպատը չպետք է դիտարկվի որպես մշտական ​​պաշտպանված նյութ.

Ավելի ճիշտ է ասել, որ դա նյութ է, որը կարող է պահպանել պասիվությունը, քանի դեռ դրա միջավայրը թույլ է տալիս պասիվ ֆիլմը կայուն մնալ.

Ֆիլմը կարող է ինքնուրույն վերանորոգվել, բայց միայն ճիշտ պայմաններում

Չժանգոտվող պողպատի ամենաարժեքավոր հատկանիշներից մեկը նրա ինքնաբուժման կարողությունն է.

Եթե ​​մակերեսը քերծված է, հղկված, կամ տեղական խաթարված, հիմքում ընկած համաձուլվածքի քրոմը կարող է արագ արձագանքել թթվածնի հետ և վերականգնել պաշտպանիչ օքսիդի շերտը.

Սակայն, այս ինքնավերականգնման վարքագիծը կախված է շրջակա միջավայրից.

• Թթվածնով հարուստ միջավայրերում, ֆիլմը հեշտությամբ բարեփոխվում է.
• Լճացած ճեղքերում, թթվածինը կարող է սպառվել.
• Քլորիդով հարուստ լուծույթներում, Ֆիլմը կարող է փչանալ տեղում.
• Խիստ կրճատվող լրատվամիջոցներում, պասիվ շերտը չի կարող կայուն մնալ.

Այսպիսով, պասիվությունը միայն մետաղի հատկությունը չէ. Դա սեփականություն է մետաղ-միջավայրային համակարգ.

Պասիվությունը կարող է լոկալ կերպով ձախողվել, նույնիսկ երբ զանգվածային խառնուրդը ձայնային է

Չժանգոտվող պողպատից բաղադրիչը կարող է ընդհանուր առմամբ միանգամայն ընդունելի տեսք ունենալ, մինչդեռ մակերեսի փոքր հատվածներն արդեն կորցնում են պասիվությունը.

Այս տեղական ձախողումները կարող են առաջանալ:

• քլորիդ իոններ,
• ցածր թթվածնի պայմաններ,
• ավանդներ կամ ճեղքեր,
• եռակցման ջերմային երանգ,
• աղտոտվածություն,
• մակերեսի կոշտություն,
• կամ մնացորդային սթրես.

Երբ պասիվ ֆիլմում ձևավորվում է փոքր տեղային թերություն, դա կարող է դառնալ փոսերի մեկնարկային կետ, Crevice Corrosion, կամ միջգրանուլային հարձակում.

Ահա թե ինչու տեղայնացված կոռոզիան այդքան լուրջ խնդիր է չժանգոտվող պողպատի համար: համաձուլվածքի ուժն իրական է, բայց պաշտպանական վիճակը տեղական է և պայմանական.

Շրջակա միջավայրի քիմիան խիստ ազդում է պասիվության վրա

Պասիվ ֆիլմի կայունությունը կախված է շրջակա քիմիայից.

Գործոններ, ինչպիսիք են pH, քլորիդի կոնցենտրացիան, թթվածնի մակարդակը, ջերմաստիճան, և հեղուկ շարժումը բոլորն ազդում են պասիվության անփոփոխ մնալու վրա.

Օրինակ:

• թթվածին աջակցում է ֆիլմի վերանորոգմանը,
• քլորիդներ կարող է ապակայունացնել ֆիլմը,
• բարձր ջերմաստիճան կարող է արագացնել քայքայումը,
• լճացած գոտիներ կարող է կանխել ռեպասիվացումը,
• մի քանազոր թթվային կամ նվազեցնող պայմաններ կարող է թուլացնել պաշտպանությունը.

Ահա թե ինչու չժանգոտվող պողպատի դասը, որը լավ է աշխատում մի միջավայրում, կարող է ձախողվել մյուսում. Համաձուլվածքը չի փոխվում, բայց պասիվությունը վերահսկող պայմանները դա անում են.

Մակերեւութային վիճակը նույնքան կարևոր է, որքան կազմը

Քանի որ պասիվությունը մակերեսային երեւույթ է, մակերեսի վիճակը չափազանց կարևոր է.

Կոպտություն, աղտոտվածություն, եռակցման կշեռք, երկաթյա պիկապ, և ջերմային երանգը կարող է խանգարել պասիվ ֆիլմի աշխատանքին.

Մի մաքուր, հարթ, Չժանգոտվող պողպատից պատշաճ կերպով մշակված մակերեսը շատ ավելի հավանական է, որ պահպանի պասիվությունը, քան կեղտոտը, օքսիդացված, կամ աղտոտված.

Ահա թե ինչու արտադրական պրակտիկան անբաժանելի է կոռոզիայից. Լավ քիմիան բավարար չէ, եթե մակերեսը վնասվել է վատ մշակման հետևանքով.

Պասիվությունը կինետիկ ձեռքբերում է

Այստեղ հիմնական հասկացությունը կինետիկան է. Չժանգոտվող պողպատը պաշտպանված չէ, քանի որ կոռոզիան անհնար է.

Այն պաշտպանված է, քանի որ պասիվ վիճակը ձևավորվում է բավական արագ և վերականգնվում է բավական արագ, որպեսզի համապատասխան պայմաններում գերազանցի կոռոզիան:.

Դա չժանգոտվող պողպատի կոռոզիոն դիմադրության իրական իմաստն է:
ոչ անձեռնմխելիություն, բայց վերահսկվող ինքնապաշտպանություն.

7. Եզրափակում

Չժանգոտվող պողպատի կորոզիայի դիմադրությունը հիմնված չէ ազնվականության վրա՝ էլեկտրաքիմիական իմաստով.

Այն հիմնված է շատ ավելի էլեգանտ մեխանիզմի վրա: խառնուրդ ստեղծելու ունակությունը բարակ, խիտ, հավատարիմ, և ինքնաբուժվող պասիվ ֆիլմ, հիմնականում կառուցված է քրոմի օքսիդի շուրջ.

Chromium-ը հիմնական թաղանթ ձևավորողն է. Նիկելը ընդլայնում է օգտագործելի կոռոզիոն դիմադրության շրջանակը և կայունացնում է աուստենիտիկ կառուցվածքը.

Մոլիբդեն, ազոտ, տիտղոս, նիբիում, և ածխածինը վերահսկում է մանրամասները.

Իսկ վերջնական արդյունքը կախված է ոչ միայն կազմից, այլ նաև ջերմային մշակման վրա, եռակցման որակը, և մակերեսի վիճակը.

Այսպիսով, չժանգոտվող պողպատի գաղտնիքն այն չէ, որ այն երբեք չի կոռոզիայի ենթարկվում.
Գաղտնիքն այն է, որ նա գիտի ինչպես պաշտպանվել իրեն.