不銹鋼生銹的原因？

不銹鋼是一種無處不在的材料，用途廣泛，從醫療設備到汽車零件，再到珠寶和炊具。這種金屬材料的許多“神奇”之處在于它是不銹鋼，理論上它不會生銹。但是，如果您曾經擁有或使用過不銹鋼產品，則可能會發現生銹（腐蝕），甚至可能質疑其名稱是否誤稱。為什么一種被吹捧為“不銹”銹的材料？

大多數人都熟悉金屬（包括不銹鋼），當金屬暴露于海水等環境中時會腐蝕。人們常常在不了解所發生事件的確切科學知識的情況下，接受將金屬產品暴露于海水中具有破壞作用的觀點。海水腐蝕的科學依據是水中含有氯，它對包括不銹鋼在內的金屬具有腐蝕性。但是，如果無法檢測到明顯的腐蝕性環境，也可能會產生不銹鋼腐蝕，而不會產生任何腐蝕產物（銹蝕除外）進行分析。

要了解造成不銹鋼生銹的原因，首先要了解通常防止其生銹的科學。鋼由鐵和碳制成，而不銹鋼則包含鐵，碳以及12％至30％的鉻。不銹鋼可以包含其他元素，例如鎳和錳，但是鉻是使其具有防銹性的關鍵元素。當普通鋼的表面暴露于氧氣時，通常會形成三氧化_二鐵（Fe ₂ O ₃），具有眾所周知的紅色鐵銹色。氧化鐵不會在鋼上形成連續層，因為氧化分子的體積比下面的鐵原子大，最終剝落而使新鮮的鋼暴露出來，從而開始有害的生銹循環。當不銹鋼暴露于氧氣中時，由于鉻對氧氣具有非常強的親和力，因此會在鋼表面形成氧化鉻。氧化鉻是非常薄的一層，不會剝落，并且可以防止不銹鋼進一步氧化。即使刮擦了不銹鋼并去除了氧化鉻層，也將形成新的氧化鉻層并保護其下面的其余不銹鋼。只要有足夠的鉻存在，氧化鉻層將繼續保護不銹鋼并防止其生銹。

您是否曾經使用鋼絲輪或鋼絲絨來清潔不銹鋼工具，然后在刷過的同一部位生銹了不銹鋼工具？還是看到不銹鋼容器或水槽生銹了？在沒有腐蝕性元素（例如氯）的情況下，不銹鋼腐蝕通常是由非常小的鋼顆粒接觸到不銹鋼表面引起的。如果局部濃度超過12％，鉻可以保護不銹鋼，但是如果用足夠的鋼顆粒覆蓋不銹鋼表面，則鉻的局部濃度可能會降低到12％閾值以下，并且氧化鉻層不能保護不銹鋼。不銹鋼不受氧氣侵蝕。如果不銹鋼發生這種類型的腐蝕，則可以通過以下方式修復：（A）清除所有銹蝕，然后（B）通常用溶劑徹底清洗不銹鋼零件，以除去微小的鋼顆粒。這兩個步驟應允許氧化鉻層保護不銹鋼免受進一步氧化。

不銹鋼不常見的生銹形式是將不銹鋼暴露在非常高的溫度下后，通常在750-1550°F（400-850°C）^1的溫度范圍內。這種腐蝕通常在將不銹鋼加熱然后冷卻的焊接應用中看到。如果發生這種情況，則可能發生“敏化”，即碳和鉻在不銹鋼中結合在一起并形成碳化物。這些碳化物位于不銹鋼的晶界處，并且晶界缺鉻。在晶界處具有較低的鉻濃度時，氧化鉻保護層會變得不連續并且可能生銹。 “敏化”會永遠毀壞不銹鋼；但是，有時可以通過復雜的熱處理減輕損壞。

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