1913-ban Harry Brearley angol fémkohász, a puskahordók fejlesztésére irányuló projekten dolgozva, véletlenül felfedezte, hogy krómot ad az alacsony széntartalmú anyaghoz acél- foltálló. A vas, a szén és a króm mellett a modern rozsdamentes acél tartalmazhat más elemeket is, mint például nikkel, niobium, molibdén és titán.
A nikkel, molibdén, niobium és króm fokozza a rozsdamentes acél korrózióállóságát. Az acélhoz legalább 12% króm hozzáadása teszi a rozsdaállóságot, vagy „kevesebb” foltot jelent, mint más acéltípusok. Az acélban lévő króm az atmoszférában lévő oxigénnel kombinálva vékony, láthatatlan réteget képez krómtartalmú oxidnak, amelyet passzív filmnek hívnak. A króm-atomok és oxidjaik mérete hasonló, tehát szépen össze vannak csomagolva a fém felületére, és csak néhány atom vastag stabil réteget képeznek. Ha a fém le van vágva vagy megkarcolódik, és a passzív film szétesik, akkor több oxid alakul ki és visszanyeri a kitett felületet, védve azt. oxidatív korrózió hatására.
A vas viszont gyorsan rozsdásodik, mivel az atomsúly sokkal kisebb, mint az oxidja, tehát az oxid laza, nem pedig szorosan csomagolt réteget képez, és pelyhesedik el. A passzív filmnek oxigénre van szüksége az önjavításhoz, így a rozsdamentes acélok gyenge korrózióállóságúak alacsony oxigéntartalmú és rossz forgalomú környezetben. A tengervízben a sóból származó kloridok gyorsabban megtámadják és megsemmisítik a passzív filmet, mint az alacsony oxigéntartalmú környezetben.
Rozsdamentes acél típusai
A rozsdamentes acélok három fő típusa az austenit, a ferrit és a martenzit. Ezt a három acéltípust mikroszerkezetük vagy az uralkodó kristályfázis alapján azonosítják.
- ausztenites: Az austenit acélok elsődleges fázisa austenit (arc-központú köbméter kristály). Ezek krómot és nikkelt (néha mangánt és nitrogént) tartalmazó ötvözetek, amelyek a 302. típusú vas, 18% króm és 8% nikkel összetételére épülnek fel. Austenit acélok hőkezeléssel nem keményíthetők. A legismertebb rozsdamentes acél valószínűleg a 304 típusú, néha T304 vagy egyszerűen 304. A 304 típusú sebészeti rozsdamentes acél ausztenites acél, 18-20% krómot és 8-10% nikkelt tartalmaz.
- ferrites:A ferritikus acélok fázisa ferrit (test-központú köbméter kristály). Ezek az acélok vasat és krómot tartalmaznak, a 430 típusú 17% -os krómösszetétel alapján. A ferritacél kevésbé rugalmas és ausztenites acél, és hőkezeléssel nem keményíthető.
- Martenzites: A jellegzetes ortorombás martenzit mikroszerkezetet először Adolf Martens német mikroszkopikus észlelte 1890 körül. A martenzites acélok alacsony széntartalmú acélok, amelyek a 410 típusú vas, 12% króm és 0,12% szén összetételére épülnek. Lehet, hogy edzett és edzett. A martenzit az acél nagy keménységét biztosítja, ugyanakkor csökkenti annak szilárdságát és törékenyé teszi, ezért kevés acél teljesen megkeményedett.
Vannak más típusú rozsdamentes acélok is, mint például csapadék-edzett, duplex és öntött rozsdamentes acélok. A rozsdamentes acél különféle kivitelben és textúrákban előállítható, és a színek széles spektrumára színezhető.
passziválás
Van némi vita arról, hogy a rozsdamentes acél korrózióállósága javítható-e a passziválási folyamat révén. Alapvetően a passziválás a szabad vas eltávolítása az acél felületéről. Ezt úgy hajtják végre, hogy az acélt belemerítik egy oxidálószerbe, például salétromsavba vagy citromsavba sav megoldás. Mivel a vas felső rétegét eltávolítják, a passziválás csökkenti a felület elszíneződését.
Noha a passziválás nem befolyásolja a passzív réteg vastagságát vagy hatékonyságát, hasznos egy tiszta felület előállításához további kezeléshez, például borításhoz vagy festéshez. Másrészt, ha az oxidálószert nem teljes egészében eltávolítják az acélból, amint ez néha szűk darabokkal történik, szoros illesztésekkel vagy sarkokkal, akkor réskorrózió következhet be. A legtöbb kutatás azt mutatja, hogy a felszíni részecskekorrózió csökkentése nem csökkenti a pitkorrózióval szembeni hajlamot.