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小科普:什么是不锈钢?不锈钢真的不会生锈吗?

来源:合肥天润不锈钢有限公司 日期:2020-06-15

针对这个问题,可以很明确的不锈钢还真的是会生锈的。具体原因要从不锈钢材料本身性质说起。

1、什么是不锈钢?不锈钢这个材料比较常见,主要的金属成分以铁(Fe)为主。对于不锈钢材料的定义是以金属中掺杂的元素铬(Cr)的含量而定的。

在金属材料中,若铬(Cr)的含量≥17%,则我们成为高铬不锈钢,比如日常生活中常听到的304、304L。当铬(Cr)的含量<17%时,我们常称为低铬不锈钢。这类材料在日常生活中也较为常见,比如用于刀具的2Cr13、4Cr13。

然而,我们日常生活中还是将高铬不锈钢定义为真正的不锈钢。因为当铬的含量≥17%时,这个材料本身性能有了较大的变化,那就去这个材料的耐腐蚀性。

小科普:什么是不锈钢?不锈钢真的不会生锈吗?
小科普:什么是不锈钢?不锈钢真的不会生锈吗?
2、不锈钢为什么耐腐蚀性这么好?不锈钢材料耐腐蚀性通常来讲还是不错的,尤其是和碳钢之类的相比,显示出了优异的耐腐蚀性能,这也就是为什么不锈钢材料偏贵的原因,也是商家经常以军工304材料作为不锈钢材料宣传的主要原因。为什么不锈钢有这么有优良的耐腐蚀性能呢?这个主要与不锈钢材料中的铬有很大的关系。铬这个元素,从电位上讲,比铁电位更负,也就意味着铬这个元素更为活泼。在空气中,不锈钢材料中的铬很容易出现自钝化现象,从而在不锈钢材料表面生成一层致密的氧化膜,尽管这层氧化膜仅有几十纳米,最多不超过一μm,但却能起到优良的耐腐蚀性。具体的化学反应如下:

Cr+O2→CrxOy(CrxOy通常的主要成分为Cr2O3和CrO3)

Fe+O2+H2O→γ-FeOOH

正是因为上面的两个化学反应,才十不锈钢表面生成了一层致密的CrxOy.γ-FeOOH的混合复合产物,致密的附着在不锈钢表面。

3、不锈钢并非不生锈。不锈钢虽称为不锈钢,但也不是不生锈的,不锈钢只是个相对性的概念。大家都知道,钢材的主要成分是铁,只要主元素是铁,在某一特定环境下就会生锈。这个环境可以是酸性的、碱性的和中性的,尤其是在含Cl-的环境中。生锈的机理可以简单的理解(牵涉到高温腐蚀、盐水腐蚀更为复杂,不再列举)如下:

Fe+H+→Fe2++H2↑(酸性环境)

CrxOy+H+→Cr3++Cr6++H2O(酸性环境)

Fe+OH-+O2→FexOy.H2O(碱性环境)

小科普:什么是不锈钢?不锈钢真的不会生锈吗?
从上面的简单化学反应可以看出,无论不锈钢在碱性还是酸性环境下,只要条件合适,不锈钢都是会生锈的。在中性环境中,Cl-的介入是不锈钢生锈最为常见的例子。因为Cl-有些较强的穿透性,可以很容易的穿透不锈钢表面的钝化膜,从而发生上面的两个反应。

因此,在日常生活中应用不锈钢时,尤其是在水壶之类的不锈钢使用时要注意的。我们常见的饮料无论是酸性的,碱性的(苏打水最为常见),还是中性的(主要针对含卤族元素的离子),不锈钢都是会生锈的,最为常见的现象就是不锈钢表面出现麻点或表面发乌。所以,不锈钢水壶短期内盛装饮料没问题,只要不要长期储存就行了。


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