小时候,老爸从上海带回来一个不锈钢杯子。
我很喜欢,常用这个杯子泡茶,仿佛每一片叶子都散发着清香。
后来离家上学,我还是喜欢不锈钢杯子,和玻璃与陶瓷杯相比,它最大的好处是不容易摔坏。
但是其实这么多年了,我都不太明白不锈钢为什么不生锈,也从来没有想过不锈钢是不是真的不生锈。
上次我写了一篇关于奥氏体和马氏体不锈钢的文章,然后知乎上有伙伴咨询我,说自己买的不锈钢杯子,内胆材质是403不锈钢,问我安不安全,也有伙伴问我,平常生活中,哪种材质餐具比较好,304可以,问我410可以吗,还有伙伴只是想了解带磁性的厨房刀具。
我本来是准备回答这几个问题的,但是我发现有必要先有一些基础的概念,所以这篇就当作是回答知乎朋友问题的前奏篇吧。
1.什么是不生锈?它真的不生锈吗?
正如铝合金是以铝为基础元素的合金一样,其实不锈钢也是一种合金,只不过它是以铁为基础元素的合金。
不锈钢的合金元素包括铬,镍,碳,钛等。
其中,铬的加入,是不锈钢不生锈的关键。
这是由铬元素的特性决定的。
不锈钢中,铬含量至少约为10.5%,它可以在不锈钢的表层,形成一层保护性的自修复氧化膜,这就是为什么不锈钢耐腐蚀的原因。
所谓自修复,意思是说,如果保护膜受到破坏,它将在有氧的环境中重新形成氧化膜,并继续提供防腐保护。
所以很多时候,我们在选择表面处理时,常用镀铬,或者镀锌,特别是对于马氏体不锈钢,更是如此。
当然实际应用时,选择镀锌的时候更多,因为更便宜啊,世界上每年生产1200万吨锌,有一半都用于镀锌。
这和碳钢或低合金钢,使用表面涂层防腐的原理并不相同,因为这类钢的表面涂层刮伤之后,防腐蚀性就大大削弱,甚至没有了。
那么,不锈钢是不是真的就不生锈呢?
当然不是,不锈钢不生锈也是有条件的。
在大部分常规条件下,不锈钢具有抗腐蚀性能,但并不是在所有环境下都不生锈。
例如在高温下,含50%的硫酸和盐酸环境中,将会发生严重的腐蚀,致使金属表面的保护膜破裂。
当然,我们也可以通过添加其他合金元,来提高抗腐蚀能力,比如,钼和铬增加了抗氯化物渗透的能力,镍可改善某些酸性环境下的抗腐蚀能力。
2.不锈钢腐蚀的几种类型
不锈钢有很多的腐蚀类型,比如点腐蚀,缝隙腐蚀,应力腐蚀,电腐蚀,接触腐蚀等