ทำไมสแตนเลสถึงสึกกร่อน?

ในขณะที่เราทุกคนรู้ว่า, สแตนเลส มีความสามารถในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันในบรรยากาศ กล่าวคือ ไม่เป็นสนิม แต่ยังกัดกร่อนในตัวกลาง เช่น กรด ด่าง และเกลือ นั่นคือ ความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสนั้นมีเงื่อนไข กล่าวคือ สแตนเลสในตัวกลางบางชนิดสามารถต้านทานการกัดกร่อนได้ แต่ในตัวกลางอื่นอาจถูกทำลายได้ ในทางกลับกัน ไม่มีสเตนเลสชนิดใดที่สามารถทนต่อการกัดกร่อนในทุกสภาพแวดล้อมได้

สแตนเลสสามารถให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในอุตสาหกรรมต่างๆ พูดอย่างเคร่งครัด พวกเขาแสดงความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในสื่อส่วนใหญ่ แต่จะมีความโดดเด่นในสื่อบางชนิดเนื่องจากมีความเสถียรทางเคมีและการกัดกร่อนต่ำ ดังนั้นสแตนเลสจึงไม่สามารถทนต่อการกัดกร่อนกับตัวกลางทุกชนิดได้ ยกเว้นความล้มเหลวทางกล การกัดกร่อนของ สแตนเลส การกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมในรูปแบบที่รุนแรงคือการกัดกร่อนในท้องถิ่น (เช่น การกัดกร่อนจากความเค้นแตก การกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามขอบเกรน การกัดกร่อนเมื่อยล้า และการกัดกร่อนตามรอยแยก) การกัดกร่อนในท้องถิ่นนี้ทำให้เกิดความล้มเหลวเกือบครึ่งหนึ่ง เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดสเตนเลสจึงเกิดการกัดกร่อน เราต้องเข้าใจประเภทของการกัดกร่อนของสเตนเลสก่อน

 

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC)

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) คือความล้มเหลวของเหล็กกล้าไร้สนิมภายใต้ความเครียดในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเนื่องจากการขยายตัวของเกรนที่แข็งแรง SCC มีสัณฐานวิทยาของการแตกหักแบบเปราะ และอาจเกิดขึ้นได้ในวัสดุที่มีความเหนียวสูงในสภาวะที่มีความเค้นดึง (ไม่ว่าจะเป็นความเค้นตกค้างหรือความเค้นใช้ หรือทั้งสองอย่าง) และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในระยะจุลภาค การแตกร้าวผ่านเกรนเรียกว่ารอยแตกแบบทรานเกรนนูลาร์ และรอยแตกตามกราฟการขยายตัวขอบเขตเกรนที่เรียกว่ารอยแตกตามขอบเกรน เมื่อ SCC ขยายไปที่ความลึกหนึ่งระดับ (ความเค้นโหลดบนส่วนของวัสดุเพื่อให้ได้ความเครียดการแตกหัก) ใน อากาศ, สแตนเลส เหมือนกับรอยแตกร้าวปกติ (ในวัสดุที่มีความเหนียว โดยปกติจะเกิดจากการรวมตัวของข้อบกพร่องด้วยกล้องจุลทรรศน์) และตัดการเชื่อมต่อ

ดังนั้น ส่วนของชิ้นส่วนที่ล้มเหลวเนื่องจากการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นจะมีบริเวณที่มีลักษณะเฉพาะจากการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น และบริเวณ “รอยบุ๋ม” ที่เกี่ยวข้องกับการเกิดพอลิเมอไรเซชันที่มีข้อบกพร่องเล็กน้อย

 

การกัดกร่อนของรูพรุน

การกัดกร่อนแบบรูพรุนหมายถึงการกัดกร่อนในพื้นที่ที่ไม่กัดกร่อนมากที่สุดหรือกระจัดกระจายเล็กน้อยบนพื้นผิวของวัสดุโลหะ ขนาดของจุดบ่อทั่วไปน้อยกว่า 1.00 มม. และความลึกมักจะมากกว่ารูรับแสงที่พื้นผิว ซึ่งอาจเป็นหลุมบ่อตื้นหรือการเจาะทะลุ

 

การกัดกร่อนตามขอบเกรน

การกัดกร่อนตามขอบเกรน: การเคลื่อนตัวของเกรนที่ไม่เป็นระเบียบที่ขอบเขตระหว่างเกรนต่างๆ ดังนั้นจึงเป็นบริเวณที่เอื้ออำนวยต่อการแยกธาตุตัวถูกละลายหรือการตกตะกอนของสารประกอบโลหะ เช่น คาร์ไบด์และเฟส δ ในเหล็ก ดังนั้นในสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบางชนิด เป็นเรื่องปกติที่ขอบเขตของเกรนอาจถูกกัดกร่อนก่อน และโลหะและโลหะผสมส่วนใหญ่อาจมีการกัดกร่อนตามขอบเกรนในสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบางชนิด

 

การกัดกร่อนของรอยแยก

การกัดกร่อนตามรอยแยกหมายถึงการเกิดการกัดกร่อนแบบจุดในรอยแตกของชิ้นส่วนสแตนเลสซึ่งเป็นการกัดกร่อนในท้องถิ่นชนิดหนึ่ง อาจเกิดขึ้นในรอยแตกของสารละลายที่ซบเซาหรือในพื้นผิวป้องกัน ช่องว่างดังกล่าวอาจก่อตัวที่รอยต่อโลหะกับโลหะหรือโลหะกับอโลหะ ตัวอย่างเช่น ที่หมุดย้ำ สลักเกลียว ปะเก็น บ่าวาล์ว และคราบบนพื้นผิวที่หลวม

 

การกัดกร่อนทั่วไป

การกัดกร่อนสม่ำเสมอบนพื้นผิวของสแตนเลส สแตนเลสอาจมีการกัดกร่อนโดยทั่วไปในกรดและเบสแก่ เมื่อเกิดการกัดกร่อนโดยทั่วไป สแตนเลสจะค่อยๆ บางลงและพังทลายลง ซึ่งไม่ใช่เรื่องน่ากังวลมากนัก เพราะโดยปกติแล้วการกัดกร่อนดังกล่าวสามารถทำนายได้โดยการทดสอบการแช่อย่างง่าย อาจกล่าวได้ว่าสแตนเลสหมายถึงความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กในบรรยากาศและมีสารกัดกร่อนที่อ่อนแอ อัตราการกัดกร่อนน้อยกว่า 0.01 มม./ปี ซึ่งก็คือ "ความต้านทานการกัดกร่อนโดยสมบูรณ์" สแตนเลสที่มีอัตราการกัดกร่อนน้อยกว่า 0.1 มม./ปี ถือว่า “ทนทานต่อการกัดกร่อน”