Miksi ruostumaton teräs ei ruostu?
Michael L. Free, Utahin yliopiston metallurginen insinööri, antaa tämän selityksen
Ruostumaton teräs pysyy ruostumattomana tai ruostettomana seosaineiden ja ympäristön välisen vuorovaikutuksen vuoksi. Ruostumaton teräs sisältää rautaa, kromia, mangaania, piitä, hiiltä ja monissa tapauksissa merkittäviä määriä nikkeliä ja molybdeeniä. Nämä alkuaineet reagoivat veden ja ilman hapen kanssa muodostaen erittäin ohuen ja vakaan kalvon, joka koostuu korroosiotuotteista, kuten metallioksideista ja -hydroksideista. Kromilla on hallitseva rooli reagoiessaan hapen kanssa tämän korroosiotuotteen kalvon muodostamiseksi. Itse asiassa määritelmän mukaan kaikki ruostumaton teräs sisältää vähintään 10 % kromia.
Stabiloivan kalvon läsnäolo toimii esteenä ja rajoittaa hapen ja veden pääsyä alla olevalle metallipinnalle, mikä estää lisäkorroosiota. Koska kalvo muodostuu niin helposti ja tiiviisti, jopa muutamalla atomikerroksella, korroosionopeus voidaan laskea erittäin alhaiselle tasolle. Itse asiassa kalvo on paljon ohuempi kuin valon aallonpituus, mikä vaikeuttaa sen näkemistä ilman nykyaikaisten instrumenttien apua. Siksi, vaikka teräs syöpyy atomitasolla, se näyttää olevan ruostumatonta terästä. Sitä vastoin tavallinen halpa teräs reagoi hapen kanssa vedessä muodostaen suhteellisen epästabiilin rautaoksidi/rautahydroksidikalvon, joka jatkaa kasvuaan ajan myötä ja joutuessaan alttiiksi vedelle ja ilmalle. Tämän seurauksena kalvo (kutsutaan myös ruosteeksi) saavuttaa riittävän paksun, jotta se on helposti havaittavissa pian vedelle ja ilmalle altistumisen jälkeen. vettä ja ilmaa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että ruostumaton teräs ei ruostu, koska se on tarpeeksi reaktiivinen suojatakseen itseään myöhemmiltä hyökkäyksiltä muodostamalla kerroksen passivoivia korroosiotuotteita. (Muut tärkeät metallit, kuten titaani ja alumiini, ovat myös riippuvaisia passiivisten kalvojen muodostamisesta korroosionkestävyyden vuoksi.) Ruostumatonta terästä käytetään useissa tuotteissa sen kestävyyden ja kauneuden vuoksi astioista pankkiholveihin ja tiskialtaisiin.
