Понимание 5 распространенных типов коррозии нержавеющей стали

Нержавеющая сталь известна своей устойчивостью к ржавчине. Основным легирующим элементом в нержавеющей стали является хром (Cr). Только когда содержание хрома достигает определенного уровня, сталь становится устойчивой к коррозии. Как правило, содержание хрома в нержавеющей стали должно быть не менее 10,5%.

Иллюстрация покрытия колокола на поверхности из нержавеющей стали

Механизм коррозионной стойкости нержавеющей стали известен как теория пассивной пленки, которая гласит, что на ее поверхности образуется сверхтонкая, прочная, тонкая и стабильная пассивная пленка с высоким содержанием хрома, которая блокирует проникновение и окисление атомов кислорода, обеспечивая тем самым защиту от коррозии.

Хотя многие считают, что "нержавеющая сталь не ржавеет", это утверждение неверно. При определенных условиях нержавеющая сталь все же может ржаветь.

Похожие статьи: Почему ржавеет нержавеющая сталь и как предотвратить ее ржавление?

Важно отметить, что понимание различных видов коррозии, которые могут поражать нержавеющую сталь, позволяет принять меры для минимизации потерь при столкновении с коррозия нержавеющей стали.

В большинстве случаев нержавеющая сталь подвергается локальной коррозии, наиболее распространенными видами которой являются межкристаллитная коррозия (9%), точечной коррозии (23%) и коррозии под напряжением (49%).

Нержавеющая сталь часто обеспечивает достаточную коррозионную стойкость во многих промышленных применениях. Исходя из практического опыта, кроме механических повреждений, коррозия нержавеющей стали характеризуется в основном локальной коррозией (такой как коррозионное растрескивание под напряжением, точечная коррозия, межкристаллитная коррозия, коррозионная усталость и щелевая коррозия). На эти формы локальной коррозии приходится более половины случаев разрушения. В действительности многие из этих отказов можно предотвратить с помощью надлежащего выбор материала.

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC): 

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) - это общий термин, обозначающий комбинированное разрушение напряженных сплавов, вызванное распространением сильных трещин в коррозионной среде. Хотя обычно это хрупкое разрушение, КРН может возникать и в материалах с высокой вязкостью. Необходимыми условиями для коррозионного растрескивания под напряжением являются наличие растягивающего напряжения (остаточного или внешнего, или обоих) и определенного типа коррозионной среды. Образование и рост трещины обычно происходит перпендикулярно направлению растягивающего напряжения, а уровень напряжения, необходимый для возникновения КРН, гораздо ниже, чем тот, который требуется для разрушения в отсутствие коррозионной среды.

Микроскопически трещины, проходящие через зерна, называются трансгранулярными, а трещины, проходящие по границам зерен, - межгранулярными. Когда коррозионное растрескивание под напряжением достигает определенной глубины (в этот момент напряжение в материале под нагрузкой достигает напряжения разрушения в воздухе), материал разрушается так же, как и при обычных трещинах (в вязких материалах, как правило, в результате скопления микроскопических дефектов). Таким образом, участок детали, вышедший из строя в результате коррозионного растрескивания под напряжением, будет содержать как характерную область коррозионного растрескивания под напряжением, так и область, богатую вязкостью, связанную со скоплением микродефектов.

Точечная коррозия:

Это разновидность локальной коррозии, которая приводит к коррозии.

Межкристаллитная коррозия:

Межкристаллитные границы - это границы между различными кристаллографическими ориентациями неупорядоченных и ступенчатых межкристаллитных элементов. В результате в них происходит сегрегация различных растворенных элементов или выпадение соединений металлов (таких как карбиды и δ-фазы) в стали. В некоторых агрессивных средах нередко границы зерен корродируют первыми, что приводит к типу коррозии, известному как межкристаллитная коррозия. Этот тип коррозии может происходить с большинством металлов и сплавов в определенных коррозионных средах.

Щелевая коррозия:

Щелевая коррозия - это тип локализованной коррозии, которая возникает в местах застоя раствора или на экранированных поверхностях. Этот тип коррозии может возникать в местах соединения металла с металлом или металла с неметаллом, например, в местах контакта с раструбными шпильками, болтами, прокладками, седлами клапанов, рыхлыми поверхностными отложениями и морскими организмами.

Общая коррозия:

Под общей коррозией понимается коррозия, которая происходит на всей поверхности сплава относительно равномерно. Этот тип коррозии может привести к постепенному истончению материала и, в тяжелых случаях, к тому, что материал станет непригодным для использования из-за коррозии. Нержавеющая сталь может подвергаться общей коррозии в сильных кислотах и щелочах. Проблемы разрушения, вызванные общей коррозией, не так важны, поскольку этот тип коррозии обычно можно предсказать с помощью простых испытаний на погружение или изучения литературы по коррозии.