Može li nehrđajući čelik hrđati?
Uvod
Ako se uzimaju u obzir nehrđajući čelici udjela kroma preko 10,5 %, ne može se lako isključiti pojava hrđe. Čak i austenitni nehrđajući čelici udjela kroma većeg od 20 % i udjela nikla većeg od 8 % mogu hrđati zbog pogrešnog rukovanja i obrade, ili u slučaju grešaka u konstrukciji.
Pasivan sloj
Nehrđajući čelici isto kao normalni čelici reagiraju s kisikom i stvaraju oksidni sloj. Međutim, kod normalnog čelika kisik reagira s prisutnim atomima željeza i stvara poroznu površinu koja omogućava napredovanje reakcije. To može dovesti do potpunog "hrđanja" obratka. Kod nehrđajućeg čelika kisik reagira s atomima kroma koji su u čeliku prisutni u relativno visokoj koncentraciji. Atomi kroma i kisika stvaraju sloj gustog oksida, koji sprječava napredovanje reakcije. Ovaj oksidni sloj se uslijed svoje reakcijske inercije u odnosu na okruženje naziva i pasivnim slojem. Kakvoća ili trajnost pasivnog sloja prije svega ovisi od sastava legure čelika.
Korozija
Hrđa kod ’nehrđajućih’ čelika nastaje iz dva razloga:
- pasivni sloj se nije mogao formirati, ili
- pasivni sloj je uništen
Nestvaranje pasivnog sloja može se spriječiti samo visokom čistoćom. Obrađene površine obvezno se moraju očistiti od svih ostataka.
Vrste korozije opisane u nastavku nastaju zbog naknadnog razaranja pasivnog sloja:
Površinska korozija koja skida materijal
Površinska korozija koja skida materijal podrazumijeva ravnomjerno skidanje površine obratka. Ova vrsta korozije javlja se samo ako na površinu obratka djeluju samo kiseline ili jake baze. Ako je godišnja brzina skidanja materijala ispod 0,1 mm, riječ je o dovoljnoj otpornosti materijala na površinsku koroziju.
Rupičasta korozija (Plitting)
Rupičasta korozija pojavljuje se kod lokalnog probijanja pasivnog sloja. Za razlamanje su odgovorni ioni klora koji u prisutnosti elektrolita nehrđajućem čeliku zbog stvaranja pasivnog sloja oduzimaju neophodne atome kroma. Nastaju rupe kao od probadanja iglom. Postojanje naslaga, eksterne hrđe, ostataka šljake ili boja uzrokuje pojačanje rupičaste korozije.
Međukristalna korozija
Međukristalna korozija može se pojaviti kada se pod utjecajem topline na graničnim površinama zrna izdvajaju krom karbidi, a kod prisutnosti kiselog medija se otapaju. To se događa pri sljedećim temperaturama:
- austenitni čelici 450° - 850 °C
- feritni čelici na više od 900 °C
Međukristalna korozija u slučaju pravilnog izbora materijala danas više nema nikakav značaj.
Kontaktna korozija
Kontaktna korozija nastaje kada se različiti metalni materijali nalaze u međusobnom kontaktu i kada su obloženi elektrolitima. Manje plemeniti materijali su napadnuti i otapaju se. Za razliku od većine drugih metalnih materijala, nehrđajući čelici su plemeniti.