Τι κάνει τον ανοξείδωτο χάλυβα «ανοξείδωτο»;

Ο χάλυβας είναι ένα είδος μετάλλου που είναι πολύ ισχυρό και ανθεκτικό. Κατασκευάζεται με κράμα σιδήρου με άνθρακα και άλλα μέταλλα. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένας τύπος χάλυβα που περιέχει χρώμιο, το οποίο βοηθά στην προστασία του από τη διάβρωση.

Ο ανοξείδωτος χάλυβας ονομάζεται έτσι για τον απλούστατο λόγο ότι δεν μπορεί να «χρωματιστεί». Με άλλα λόγια, είναι ανθεκτικό στη σκουριά, σε αντίθεση με τον κανονικό χάλυβα, που ονομάζεται μαλακός χάλυβας. Το ερώτημα είναι πώς ο ανοξείδωτος χάλυβας επιτυγχάνει αυτό το απίστευτο κατόρθωμα;

(Φωτογραφία:Pixabay)

Τι είναι το Rust;

Η διάβρωση του σιδήρου προκαλεί τη δημιουργία ενός κοκκινοκαφέ, τραχύ στρώμα, το οποίο ονομάζουμε σκουριά. Η διάβρωση είναι απλώς η οξείδωση ενός μετάλλου. όταν αντιδρά με το οξυγόνο, αρχίζουν να σχηματίζονται στρώματα οξειδίων μετάλλων και υδροξειδίων. Τώρα, επειδή το οξυγόνο είναι άφθονο στο περιβάλλον μας, στον αέρα και το νερό, ένα μέταλλο υφίσταται εύκολα διάβρωση όταν εκτίθεται σε αυτά. Όταν ο σίδηρος το κάνει αυτό, ονομάζουμε το στρώμα οξειδίου του σιδήρου που προκύπτει "σκουριά" και τη διαδικασία "σκουριά".

Η διάβρωση του σιδήρου είναι μια ηλεκτροχημική αντίδραση, επομένως τα πρώτα στρώματα σκουριάς είναι λεπτά μόνο άτομα, αλλά η παρατεταμένη έκθεση κάνει το στρώμα να πυκνώνει και να γίνεται όλο και πιο ευδιάκριτο, όπως η ανάπτυξη σε ένα κλειδί ή σε ένα παλιό, εγκαταλελειμμένο αυτοκίνητο. Η σκουριά αναγκάζει το σίδερο να χάσει τη δύναμή του και την αντοχή του, έτσι ώστε τελικά, ένα διαβρωμένο κλειδί να μην είναι πιο χρήσιμο από ένα χαρτόβαρο. Οι παγκόσμιες, ετήσιες απώλειες λόγω σκουριάς εκτιμάται ότι είναι σε τρισεκατομμύρια δολάρια, επομένως θα ήταν ανόητο να μην βρεθεί τρόπος να αποτραπεί.

Τι είναι το Steel;

Δύο ή περισσότερα μέταλλα και μη μέταλλα μπορούν να αναμειχθούν ή να συνδυαστούν για να σχηματίσουν ένα σύνθετο υλικό που παρουσιάζει μεγαλύτερη αντοχή ή ανθεκτικότητα από ό,τι έχουν τα μεμονωμένα στοιχεία. Αυτή η διαδικασία συγχώνευσης για την ενίσχυση των ιδιοτήτων ενός μετάλλου ονομάζεται κράμα και το σύνθετο που παράγεται ονομάζεται κράμα. Ο χάλυβας είναι ένα κράμα, γι' αυτό δεν θα το βρείτε στον περιοδικό πίνακα.

Ο σίδηρος είναι ένα από τα πιο άφθονα μέταλλα στη Γη, αλλά στην καθαρή του μορφή είναι τραγικά αδύναμο. Τα άτομά του είναι διατεταγμένα σε στρώματα που θα γλιστρήσουν πάνω από ένα με την παραμικρή παρέμβαση. Αυτό καθιστά το σίδερο εξαιρετικά μαλακό και επομένως επικίνδυνο, για παράδειγμα, για κατασκευαστικούς σκοπούς. Ως εκ τούτου, ο σίδηρος είναι κράμα με άνθρακα για να σχηματίσει μαλακό χάλυβα. Αυτό το σύνθετο υλικό είναι εξαιρετικά ισχυρό και ανθεκτικό και παραμένει η ραχοκοκαλιά του βιομηχανοποιημένου κόσμου.

(Φωτογραφία:bezaat.com)

Ωστόσο, ενώ ο άνθρακας μπορεί να κάνει τον μαλακό χάλυβα πιο σκληρό και πιο στιβαρό από το αλουμίνιο ή να μην μπορεί να σπάσει, σε αντίθεση με τις ίνες άνθρακα, λόγω της άφθονης ποσότητας σιδήρου σε αυτό, εξακολουθεί να παρουσιάζει χαμηλή αντοχή στη διάβρωση. Επομένως, μια δομή είναι επιρρεπής σε φθορά εάν έρχεται τακτικά σε επαφή με υγρασία ή νερό. Πρέπει να κάνουμε κράμα στον μαλακό χάλυβα με ένα στοιχείο που αποτρέπει τη διαβρωτική αντίδραση μεταξύ του εξαιρετικά αντιδραστικού οξυγόνου και του ανήμπορου σιδήρου. Πιο συγκεκριμένα, χρειαζόμαστε ένα στοιχείο που αντιδρά με το οξυγόνο πριν το σίδερο κάνει. Αυτό το στοιχείο είναι χρώμιο.

Τι είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας;

Ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι απλώς ένα κράμα σιδήρου, άνθρακα και χρωμίου, αλλά περιλαμβάνει επίσης μαγγάνιο και σε ορισμένες κατηγορίες, νικέλιο και μολυβδαίνιο επίσης. Παρά την κακή φήμη του, το στρώμα που σχηματίζει η διάβρωση δεν είναι απαραίτητα επιβλαβές. Όταν το αλουμίνιο διαβρώνεται, το προκύπτον στρώμα οξειδίου του αλουμινίου το προστατεύει από περαιτέρω έκθεση σε μόρια οξυγόνου και επομένως αποτρέπει την περαιτέρω διάβρωση! Το ίδιο ισχύει και για το χρώμιο.

Ο ανοξείδωτος χάλυβας περιέχει έως και 10% χρώμιο, το οποίο αντιδρά με το οξυγόνο στο περιβάλλον του χάλυβα για να σχηματίσει ένα σκληρό, λεπτό στρώμα που προστατεύει τον χάλυβα από τη διάβρωση εμποδίζοντας το οξυγόνο να εισχωρήσει βαθύτερα και να αντιδράσει με το σίδηρο σε αυτό. Αν και ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι τόσο ισχυρός όσο άλλες μορφές χάλυβα, είναι τόσο ανθεκτικός στη σκουριά που μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί ως σκεύος ή ως νεροχύτης κουζίνας - αντικείμενα που έρχονται σε διαρκή επαφή με το νερό. Είναι επίσης το χρώμιο που δίνει σε αυτά τα αντικείμενα τη χαρακτηριστική στιλπνότητα ή λάμψη, καθιστώντας τα συνταγματικά και εμφανισιακά, ανοξείδωτα!