Почему металл не ржавеет: Что делать, чтобы металл долго не ржавел? Почему ржавчина поражает металлы?

Что делать, чтобы металл долго не ржавел? Почему ржавчина поражает металлы?

Любые металлы рано или поздно начнут ржаветь. Насколько быстро это произойдет, зависит от условий эксплуатации и способов защиты от коррозии, которые были к ним применены. Почему коррозия неизбежна и как ее замедлить – расскажем в этой статье. 

 

Почему появляется ржавчина? 

Изначально в природе металлы добываются не в чистом виде, а в виде химических соединений: карбонатов, оксидов, сульфидов, гидроксидов. Это соединения металлов с углеродом, кислородом, серой, водой и прочим. 

Если бы металлы были изначально чистыми, ржавчина была бы им не страшна. Но, таких металлов раз, два и обчелся. Это всем известные: золото, серебро, платина. Такие металлы не стремятся к созданию соединений, поэтому практически не взаимодействуют с окружающей средой, она не имеет на них большого влияния. 

 


Что такое нержавеющая сталь и правда ли она не ржавеет?

Нержавеющая сталь, к сожалению, тоже ржавеет, но делает это гораздо медленнее, чем железо. Потому что нержавеющая сталь представляет собой сплав железа и хрома. Из-за связи с хромом, железо не так активно стремиться взаимодействовать с окружающей средой, поэтому процесс коррозии идет медленнее.


Большинство добытых «не чистых» металлов плавят, очищают, восстанавливают и делают чистыми. Однако полученные чистые металлы остаются не устойчивыми, далекими от природного состояния. Они стремятся снова стать соединениями, вступить в реакцию с окружающей средой. 

Взаимодействуя с воздухом, металл образует оксид, а с влагой – гидроксид. Процесс образования оксида или гидроксида является естественным для железа. Мы же называем этот процесс коррозией, а его результат — ржавчиной.

 

Как происходит процесс коррозии? 

Металлы вынуждены постоянно взаимодействовать с окружающей средой, а значит, коррозия неизбежна. Если железо полностью оградить от воздуха и влаги, содержать в абсолютном вакууме, то оно не будет ржаветь. Но и толку от него не будет. 

Людям интересен металл в первую очередь, как прочный материал, из которого изготавливают множество конструкций, объектов инфраструктуры, зданий, изделий и необходимых человеку предметов. То есть все то, что постоянно соприкасается с окружающей средой. При условии наличия воды и кислорода на протяжении достаточного количества времени железо полностью превращается в ржавчину, другими словами, разрушается до основания.

К счастью процесс коррозии не происходит мгновенно. Здания и самолеты не разваливаются от ржавчины моментально, как и другие железные бытовые предметы. К тому же люди постоянно изобретают новые способы максимально замедлить процесс коррозии.

 

Способы защиты от коррозии 

В первую очередь для защиты металлов от коррозии стали создавать различные сплавы металлов. Кроме вышеуказанного хрома, в состав добавляли никель, молибден, титан, ниобий, серу, фосфор и т. д. Добавление в сплавы дополнительных элементов, ответственных за определенные свойства получаемых сплавов, называется легированием. Этот способ применяют до сих пор, но гораздо реже, так как он сложный, дорогостоящий и не всегда применим. 

Гораздо проще наносить на уже существующие металлы различные покрытия, которые создают барьер между поверхностью металла и окружающей средой, тем самым замедляя процесс коррозии. Изначально в качестве покрытий применяли обычные краски, но такой барьер служил недолго и не выдерживал сложных условий эксплуатации. 

В ходе множества проведенных исследований, ученые выяснили, что максимально замедлить процесс коррозии можно, если покрыть коррозирующий металл тонким слоем другого металла, который коррозирует очень медленно. Так железо стали покрывать оловом, хромом, никелем, медью. В итоге, был найден оптимальный металл, покрывать которым было удобно, не дорого и эффективно – это цинк. Именно цинк коррозирует в 3 раза медленнее большинства металлов, а если наносить его правильным способом, то практически полностью останавливает коррозию на 25-50 лет. 


Есть вопросы по выбору состава? Обращайтесь в представительство в вашем городе:

в Санкт-Петербурге: +7 (812) 603-41-53, +7 (921) 927-58-47 

в других городах: 8 (800) 707-53-17

e-mail: [email protected] ru

4 типа металлов устойчивые к коррозии или нержавеющие

Главная » Борьба со ржавчиной







Автор Анна Фомина На чтение 3 мин Просмотров 5.7к. Опубликовано



Мы обычно думаем о ржавчине как о оранжево-коричневых хлопьях, которые образуются на открытой стальной поверхности, когда молекулы железа в металле реагируют с кислородом в присутствии воды с образованием оксидов железа. Металлы также могут реагировать в присутствии кислот или агрессивных промышленных химикатов. Если ничто не остановит коррозию, чешуйки ржавчины будут продолжать отламываться, подвергая металл дальнейшей коррозии, пока он не распадется.

Не все металлы содержат железо, но они могут коррозировать или потускнеть в других окислительных реакциях. Чтобы предотвратить окисление и разрушение металлических изделий, таких как поручни, резервуары, приборы, кровля или сайдинг, вы можете выбирать металлы, которые «устойчивы к ржавчине» или, точнее, «устойчивы к коррозии». В эту категорию попадают четыре основных типа металлов:

  • Нержавеющая сталь
  • Алюминиевый металл
  • Медь, бронза или латунь
  • Оцинкованная сталь

Содержание

  1. Нержавеющая сталь
  2. Алюминиевый металл
  3. Медь, бронза и латунь
  4. Оцинкованная сталь

Нержавеющая сталь

Типы нержавеющей стали такие, как 304 или 316, представляют собой смесь элементов и большинство из них содержат некоторое количество железа, которое легко окисляется с образованием ржавчины. Но многие сплавы нержавеющей стали также содержат высокий процент хрома (не менее 18%), который даже более активен, чем железо. Хром быстро окисляется, образуя защитный слой оксида хрома на поверхности металла. Этот оксидный слой противостоит коррозии и в то же время предотвращает попадание кислорода на нижележащую сталь. Другие элементы сплава, такие как никель и молибден, повышают его устойчивость к ржавчине.

Рекомендуем эффективный удалитель ржавчины с металлических поверхностей — «РжавоМед-У»

Алюминиевый металл

Многие самолеты сделаны из алюминия, как и детали автомобилей и мотоциклов. Это связано с его небольшим весом, а также с устойчивостью к коррозии. Алюминиевые сплавы почти не содержат железа, а без железа металл не может ржаветь, но окисляется. Когда сплав подвергается воздействию воды, на поверхности быстро образуется пленка оксида алюминия. Слой твердого оксида довольно устойчив к дальнейшей коррозии и защищает лежащий под ним металл.

Медь, бронза и латунь

Эти три металла содержат мало железа или вовсе его не содержат, поэтому не ржавеют, но могут вступать в реакцию с кислородом. Медь со временем окисляется, образуя зеленую патину, которая фактически защищает металл от дальнейшей коррозии. Бронза представляет собой смесь меди и олова, а также небольшого количества других элементов, и, естественно, гораздо более устойчива к коррозии, чем медь. Латунь – это сплав меди, цинка и других элементов, которая также устойчива к коррозии.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь долго ржавеет, но со временем она ржавеет. Это углеродистая сталь, оцинкованная или покрытая тонким слоем цинка. Цинк действует как барьер, не позволяющий кислороду и воде достигать стали, поэтому она защищена от коррозии. Даже если цинковое покрытие поцарапано, оно продолжает защищать близлежащие участки лежащей под ним стали за счет катодной защиты, а также путем формирования защитного покрытия из оксида цинка. Как и алюминий, цинк очень реактивен по отношению к кислороду в присутствии влаги, а покрытие предотвращает дальнейшее окисление железа в стали.

Профессиональный преобразователь ржавчины с фосфатированием — «РжавоМед»


коррозия металлов


( 1 оценка, среднее 5 из 5 )











Металлы, которые не ржавеют — и те, которые ржавеют

Металлы, которые не ржавеют — и те, которые ржавеют

Вы, вероятно, знаете, что ржавчина — это чешуйчатая красноватая коррозия на металлических поверхностях. Термин «ржавчина» на самом деле относится к окислению железа — проще говоря, это комбинация железа и кислорода. Любой металл, содержащий железо, может ржаветь, в то время как другие металлы реагируют на кислород по-другому.

Ржавчина может разрушить металлические предметы и сделать их бесполезными, требуя дорогостоящей и трудоемкой замены. Самый простой способ избежать ржавчины — выбрать правильный металл.

Только железо может ржаветь. Это означает, что другие металлы, не содержащие железа, не подвержены коррозии. Это делает их идеальными для размещения на открытом воздухе, так как они прослужат намного дольше в естественных условиях. Узнайте, какие металлы не ржавеют, а какие ржавеют.

Какие металлы не ржавеют?

Ржавчина — это химическая реакция, поэтому для образования ржавчины должны быть задействованы правильные элементы. Ржавчина может возникнуть только при наличии молекул железа, кислорода и воды. Любая другая реакция по определению не является ржавчиной. Металлы с небольшим содержанием железа или без него, также известные как цветные металлы, не будут ржаветь, хотя они могут реагировать на кислород другими способами. Обычные металлы, которые не ржавеют, включают:

  • Алюминий
  • Нержавеющая сталь
  • Бронза
  • Медь

ПОЧЕМУ АЛЮМИНИЙ НЕ РЖАВЕТ?

Алюминий устойчив к коррозии. Причина этого проста — алюминий не содержит железа. Алюминий — самостоятельный элемент в периодической таблице, а это значит, что он не содержит ничего, кроме самого себя. Во время производства производитель может добавлять небольшое количество магния, кремния, меди или других элементов, чтобы сделать конечный продукт более прочным. Свойства алюминия делают его практичным выбором для наружных электрических шкафов или других металлических предметов на открытом воздухе.

ПОЧЕМУ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ НЕ РЖАВЕТ?

Обычная сталь представляет собой комбинацию железа и углерода, а также небольшого количества других элементов. Нержавеющая сталь немного отличается. Хотя сталь содержит железо, нержавеющая сталь также содержит элемент хром, обладающий высокой коррозионной стойкостью.

Хром защищает сталь от ржавчины, поскольку хром соединяется с кислородом раньше, чем железо. Поскольку железо никогда не соединяется с кислородом, ржавчина никогда не образуется. Кроме того, нержавеющая сталь популярна, потому что она противостоит росту бактерий и остается стабильной при экстремальных температурах.

ПОЧЕМУ БРОНЗА НЕ РЖАВЕТ?

Бронза не ржавеет благодаря минимальному содержанию железа. Имейте в виду, однако, что бронза может реагировать на кислород другими способами. Бронза не встречается в природе, как чистый алюминий или железо. Вместо этого бронза представляет собой смесь меди и олова. Эта композитная структура делает его более устойчивым к коррозии, но не полностью невосприимчивым. Он прочнее, чем сама по себе медь, но со временем может испортиться.

ПОЧЕМУ МЕДЬ НЕ РЖАВЕТ?

Медь никогда не ржавеет по той же причине, что и бронза — в ней слишком мало железа. Хотя медь не ржавеет, со временем на ее поверхности может образовываться зеленая пленка или патина. Однако эта патина не будет отслаиваться, как ржавчина. Вместо этого он создает ровное толстое покрытие поверх самой меди. Многие люди на самом деле предпочитают внешний вид окисленной меди ее первоначальному состоянию.

Только подумайте о Статуе Свободы. Ее медная кожа изначально выглядела коричневой, но со временем она стала зеленой из-за окисления меди. Эта зеленая пленка такая же толстая, как и исходный слой меди, и фактически помогает Lady Liberty противостоять атмосферным воздействиям. Вы также можете увидеть тот же эффект на старых пенни, которые могут начать выглядеть зелеными.

Металлы, которые ржавеют

Любой металл, содержащий значительное количество железа, также известный как «черные металлы», может ржаветь. К ржавеющим металлам относятся:

  • Сталь
  • Чугун
  • Кованое железо

ПОЧЕМУ СТАЛЬ РЖАВЕТ?

Поскольку сталь представляет собой смесь железа и углерода, она обязательно заржавеет. Что отличает сталь от нержавеющей стали, так это элемент хром — хром образует защитный экран от ржавчины, что делает нержавеющую сталь более устойчивой к коррозии. Чем больше содержание хрома, тем лучше. Обычная сталь не имеет такой защиты от коррозии.

ПОЧЕМУ ЧУГУН ИЛИ КОВАНОЕ ЧУГУН РЖАВЕТ?

Любая форма железа может ржаветь под воздействием кислорода и молекул воды. Чугун представляет собой комбинацию железа, углерода и кремния. Хотя он известен своей устойчивостью к износу, он может ржаветь. С другой стороны, кованое железо содержит лишь следовые количества углерода. Это почти чистое железо, поэтому может образоваться ржавчина.

Железные предметы можно защитить от ржавчины, регулярно нанося краску и удаляя пятна ржавчины проволочной щеткой. Вы также должны держать железные предметы как можно более сухими — протирайте чугунные кастрюли и сковородки полотенцем после мытья, а не дайте им высохнуть на воздухе. Кроме того, мойте их сразу, а не оставляйте их замачиваться. Железо требует гораздо большего внимания и обслуживания, чем другие металлы, когда речь идет о предотвращении коррозии.

Практическое применение

Возможно, вы помните, как взрослый напоминал вам о том, что перед ливнем следует принести велосипед в гараж, иначе он промокнет и может заржаветь. Однако некоторые металлические предметы, такие как наружные электрические шкафы, должны постоянно оставаться снаружи. Металлические предметы, размещенные на открытом воздухе, должны выдерживать естественные условия, включая дождь и влажность.

Если бы эти предметы были подвержены ржавчине, их пришлось бы заменять слишком часто. Это было бы дорого и отнимало много времени, но также представляло бы угрозу безопасности. Электрический корпус, разрушающийся из-за ржавчины, может быть очень опасным.

Для таких применений популярны алюминий и нержавеющая сталь. Алюминий не ржавеет, поэтому его можно безопасно использовать на открытом воздухе. Он также имеет другие ценные характеристики, такие как:

  • Он достаточно прочен, чтобы выдерживать сильные удары.
  • Может рассеивать тепло для безопасного контроля температуры.
  • Легкий по сравнению с другими металлами.

Как и алюминий, нержавеющая сталь часто используется для наружных металлических предметов. Нержавеющая сталь обладает впечатляющей температурной стабильностью. Он и пожаробезопасен, и устойчив к низким температурам. Если металлический предмет должен выдерживать экстремальные климатические условия — например, в пустыне, где температура может резко повышаться и понижаться за короткие промежутки времени, — нержавеющая сталь является одним из самых безопасных вариантов.

Узнайте больше о металлических корпусах для наружного применения

Корпуса APX предлагают корпуса, сертифицированные Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (NEMA). Они созданы, чтобы противостоять любым условиям — дождю, снегу, льду, огню, грязи, пыли, бактериям и экстремальным температурам. Вы можете настроить корпус в соответствии с вашими потребностями. APX Enclosures предлагает электрические шкафы для самых разных отраслей, от гражданского строительства до телекоммуникаций.

Узнайте, какие металлы лучше всего подходят для наружного применения. Если вам нужен прочный, устойчивый к коррозии и стабильный электрический корпус, свяжитесь с APX Enclosures уже сегодня.

10 Нержавеющие металлы | Нержавеющие металлы

«Элемент железо является самым распространенным переходным металлом на Земле и используется человечеством более 5000 лет. Несмотря на свою прочность, железо подвержено коррозии в присутствии воды и кислорода. Этот процесс ржавчины в повседневной жизни обходится дорого — примерно в 1 процент стоимости мировой экономики», — сообщает Seattle PI, ежедневная газета городского метро в Сиэтле.

Чтобы понять, какие металлы не ржавеют, нам нужно разобраться, что означают термины «ржавчина» и «коррозия».

Что вызывает ржавчину металла?

Ржавчина представляет собой форму оксида железа. Это происходит, когда железо соединяется с кислородом воздуха, вызывая его коррозию. Ржавчина — это оранжево-коричневое пятно, которое образуется на металле. Ржавчина может поражать железо и его сплавы, включая сталь. Всякий раз, когда у вас есть железо, вода и кислород вместе, вы получаете ржавчину. Основным катализатором возникновения ржавчины является вода. Хотя железные и стальные конструкции кажутся на глаз твердыми, молекулы воды способны проникать в микроскопические щели в металле. Это запускает процесс коррозии. Если соль присутствует, например, в морской воде, коррозия будет более быстрой. Воздействие двуокиси серы и двуокиси углерода также ускорит коррозионный процесс.

Ржавчина вызывает расширение металла, что может привести к большой нагрузке на конструкцию в целом. При этом металл будет ослаблен и станет хрупким и расслоится. Ржавчина проницаема для воздуха и воды, поэтому металл под слоем ржавчины будет продолжать подвергаться коррозии.

Что такое коррозия? Разница между ржавчиной и коррозией


Некоторые люди считают, что коррозия и ржавчина — это одно и то же. Коррозия — это широкий термин, охватывающий разрушение любого металла. Как правило, коррозия – это ухудшение состояния металла в результате окисления или другого химического воздействия. Ржавчина – это термин, используемый для описания фактической коррозии железа и его сплавов.

10 Металлы, которые не ржавеют

1. Алюминий

Алюминий — один из наиболее часто используемых металлов на планете, и, возможно, он известен тем, что не ржавеет. Алюминий не ржавеет, только специфическое окисление железа называется ржавчиной, и при создании алюминия железо не используется. Однако, как и все металлы, алюминий подвержен коррозии.

Leland Stanford Junior University объясняет алюминий следующим образом: «Быстрый ответ заключается в том, что большинство самолетов сделаны из алюминия — химического элемента, который, кажется, устойчив к коррозии даже при воздействии воздуха и воды. Но дело в том, что чистый алюминий так легко вступает в реакцию с водой, что, согласно законам химии, алюминиевый корпус самолета должен фактически растворяться под дождем. К счастью для авиационной отрасли, когда металлический алюминий попадает в атмосферу, на поверхности металла образуется тонкий слой, известный как оксид алюминия, который действует как защитный, устойчивый к ржавчине щит».

2. Латунь

Латунь не ржавеет по той же причине, что и алюминий. В нем содержится незначительное количество железа. Следовательно, не может образовываться ни оксид железа, ни ржавчина. Однако медь может образовывать сине-зеленую патину на своей поверхности под воздействием кислорода с течением времени.

3. Бронза

Бронза не ржавеет по той же причине, что и алюминий. В нем незначительное количество железа. Следовательно, не может образовываться ни оксид железа, ни ржавчина.

4. Медь

Медь не ржавеет; однако он может подвергаться коррозии. Медь естественно коричневого цвета и приобретает ярко-зеленый оттенок по мере коррозии. Хотя некоторые считают, что реакция меди скорее потускнеет, чем окислится, металл все же подвергается аналогичному процессу ржавчины.

5. Кортен или атмосферостойкая сталь

Используйте атмосферостойкую сталь , также известную как сталь «COR-TEN», которая содержит до 21% легирующих элементов, таких как хром, медь, никель и фосфор. Сплавы образуют защитный налет ржавчины, который со временем снижает скорость коррозии. Сталь COR-TEN, как правило, дешевле, чем нержавеющая сталь.

6. Оцинкованная сталь

Оцинковка – это метод защиты от ржавчины. Это достигается путем горячего цинкования или гальваники. Железный или стальной предмет покрывают тонким слоем цинка. Это предотвращает попадание кислорода и воды к металлу под ним, но цинк также действует как жертвенный металл. Цинк более реакционноспособен, чем железо, поэтому он окисляется в большей степени, чем железный предмет. Слой оксида цинка предотвращает образование оксида железа, что исключает возможность образования ржавчины.

7. Золото

Золото — это чистый металл, который не ржавеет, поскольку не содержит железа. «Золото является наиболее нереактивным из всех металлов и безвредно для всех природных и промышленных сред. Золото никогда не вступает в реакцию с кислородом (одним из самых активных элементов), а значит, не ржавеет и не тускнеет. Золотой налет очень тонкий и проявляется в виде потемнения отражающих поверхностей», — констатируют Corrosion Doctors.

8. Платина

Платина — это чистый металл, который не ржавеет, поскольку не содержит железа. Платина не ржавеет, не разъедает, не тускнеет и не меняет цвет. Он плотный, податливый (легко двигается) и в то же время очень прочный.

9. Серебро

Серебро — это чистый металл, который не ржавеет, поскольку не содержит железа. Corrosion Doctors объясняет, что «серебро — это блестящий серо-белый металл, довольно мягкий и ковкий. Он довольно устойчив к коррозии и не легко окисляется, хотя легко образует на поверхности потускнение сульфида серебра. Из всех металлов это лучший проводник электричества. Из-за этих качеств (и его относительной редкости) он часто классифицируется наряду с золотом и платиной как драгоценный металл».