Говорят, что мы — это то, что каждый из нас ест. Честно говоря, наверное, так оно и есть. Или вот еще пример: каким бы ни был опытным, умелым и титулованным тренер футбольной команды, без достойного состава победить в любом значащем турнире практически невозможно. Что-то подобное приходит на ум, когда смотришь на удивительные эксплуатационные характеристики нержавеющей стали. Ведь потрясающей антикоррозионной стойкостью и другими свойствами такие сплавы прежде всего обязаны своему химическому составу. Фактически сегодня при производстве нержавейки можно получить металл с требуемыми для конкретных условий эксплуатации параметрами. Легирование позволяет изменять процентное соотношение входящих в состав сплава химических элементов. Так что, используя различные добавки, можно усилить имеющиеся способности или придать материалу новые возможности, например:
- Сделать сталь жаропрочной и жаростойкой.
- Заставить не «бояться» воздействия агрессивных сред.
- Получить химически инертный сплав, без чего не обойтись в пищевой промышленности.
- Повысить прочность, что позволит использовать прокат и изделия из нержавейки для изготовления надежных конструктивных элементов.
То есть, по сути, есть возможность, как в конструкторе, задавать нужные параметры металла для применения в конкретной отрасли промышленности или строительства. Например, та же труба нержавеющая может усилиями инженеров-технологов стать пищевой, кислотостойкой, жаропрочной или превратиться в представителя одной из технических марок. Давайте выясним, какие химические элементы входят в состав нержавейки, и как обыкновенная углеродистая сталь вдруг приобретает такие удивительные свойства.
У нержавейки свой герой, его у черной стали ты не сыщешь днем с огнем: знакомьтесь, вот он, враг номер один коррозии, почти что всемогущий мистер хром
В состав обыкновенного «черного» сплава помимо железа с углеродом входят кремний, марганец, сера, фосфор и прочие примеси. Содержание углерода достаточно высокое, поэтому такие стали называют углеродистыми. А вот нержавейка получает свои замечательные характеристики благодаря легированию хромом в количестве не менее 13%. Именно хром становится причиной получения сталью антикоррозионных свойств.
По правде говоря такой химический элемент, словно заботливый отец, покрывает поверхность металла тонким и надежным защитным слоем оксида хрома. Как известно, при взаимодействии с содержащимся в воздухе кислородом железо вступает с ним в реакцию. В результате образуется оксид железа, который обладает меньшей плотностью, чем материнский материал. Так появляется знакомая всем ржавчина — буро-рыжая, которую хоть однажды видел каждый. Собственно, это и есть оксид железа.
Со временем ржавчина полностью разъедает структуру металла, словно пожирающие дерево термиты. А у нержавейки есть «покровитель» — хром. Ее поверхность покрыта тонкой пленкой его оксида, поэтому таким сплавам не страшен процесс окисления железа.
Не только хром помогает нержавейке стать собой
Нержавеющую сталь относят к сильнолегированным сплавам. Более того, в его составе содержатся как железо, так и различные цветные металлы. Фактически пропорциональная доля железа и цветных легирующих добавок примерно одинакова.
Вообще хром, как и марганец, также относят к черным металлам. Но нержавейка не принадлежит ни к одной разновидностью сплавов. Она просто уникальна — под стать своим выдающимся техническим характеристикам.
Какие еще химические элементы входят в состав нержавейки? Назовем только некоторые из них, например:
- Никель повышает стойкость к коррозии, делает сталь более прочной и жаростойкой.
- Добавление всего 0,2–0,4% меди усиливает антикоррозионные способности сплава на 20–30%.
- Легирование молибденом и вольфрамом делает металл и изделия из него стойкими к воздействию высоких температур.
- Титан повышает прочность нержавеющей стали. Правда, при этом обрабатывать металл становится гораздо труднее.
- Кремний придает материалу кислотостойки. Даже при воздействии таких агрессивных соединений, как серная и соляная кислота, прокат не меняет своих свойств.
