شرایط شکل‌گیری لایه محافظ زنگ خود- فولاد کورتن چیست؟

لایه زنگ خود{0}}کورتن استیل اساساً یک لایه زنگ زدگی نانوکریستالی FeOOH - است. تشکیل آن یک واکنش اکسیداسیون ساده نیست، بلکه نتیجه اثر هم افزایی عوامل متعدد از جمله عناصر آلیاژی، محیط زیست، تکامل زمانی و وضعیت سطح بستر است. شرایط تشکیل هسته را می توان در چهار نکته زیر خلاصه کرد:

1. اثر هم افزایی عناصر کلیدی آلیاژی

عناصر آلیاژی کمیاب مانند مس، کروم، نیکل، فسفر و سی که بر اساس فولاد کربنی معمولی به فولاد کورتن اضافه شده است، پیش نیاز اصلی برای تشکیل لایه زنگ محافظ خود-است. این عناصر باید نسبت محتوای خاصی را داشته باشند: محتوای مس باید بین 0.25٪ و 0.55٪ باشد، به عنوان عنصر مقاوم در برابر خوردگی هسته عمل می کند تا تشکیل یک لایه زنگ زدگی متراکم را کاتالیز کند. محتوای کروم از 0.30٪ تا 1.25٪ است که می تواند توانایی غیرفعال سازی را افزایش دهد و منافذ را در لایه زنگ مسدود کند. مقدار Ni کمتر یا مساوی 0.65٪ است که یکنواختی لایه زنگ را بهبود می بخشد. محتوای کل Cu + Cr + Ni باید بزرگتر یا مساوی 0.80٪ باشد تا تبدیل لایه زنگ به شکل کریستالی -FeOOH از طریق اثرات هم افزایی هدایت شود. اگر محتوای عناصر آلیاژی مطابق با استاندارد نباشد، فقط می‌توان یک لایه شل -FeOOH زنگ زدگی ایجاد کرد که به محافظت از خود ناکام می‌ماند.

2. عرضه مناسب رسانه های محیطی

تشکیل لایه زنگ خود{0}}محافظ به مشارکت مداوم و متوسط ​​محیط زیست نیاز دارد که هسته آن تامین پایدار "اکسیژن + آب" و نیاز همزمان به مواد خورنده (مانند CO2، SO42-) به عنوان شرایط کاتالیزوری است. به طور خاص، رطوبت نسبی محیط باید بین 45٪ و 85٪ حفظ شود: رطوبت ناکافی باعث تشکیل الکترولیت کافی نمی شود و منجر به رکود تکامل لایه زنگ می شود. رطوبت بیش از حد (مانند تجمع طولانی مدت آب) باعث کمبود اکسیژن موضعی می شود و یک لایه زنگ سیاه غیر محافظ- تشکیل می دهد. علاوه بر این، مقدار مناسبی از آلاینده‌های جوی (مانند SO2 در جو صنعتی و گرد و غبار در جو روستایی) می‌تواند تشکیل اولیه لایه زنگ را تسریع کند، اما آلاینده‌های بیش از حد به پایداری لایه زنگ آسیب می‌رساند.

3. چرخه تکامل زمانی کافی

تشکیل لایه زنگ محافظ{0}خود یک فرآیند تکاملی پویا است که نمی‌توان یک شبه به آن دست یافت. باید مرحله کامل "لایه زنگ اولیه شل → لایه زنگ گذار → لایه زنگ محافظ پایدار" را طی کند. تحت شرایط محیطی مناسب، یک -FeOOH شل در مرحله اولیه (0-3 ماه) تشکیل می‌شود. عناصر آلیاژی در مرحله انتقال (3-6 ماه) انباشته می شوند و باعث تغییر شکل کریستالی می شوند. یک لایه زنگ زدگی متراکم -FeOOH در مرحله پایدار (6-12 ماه) تشکیل می شود. اگر به زمان تکامل کافی نرسیده باشد، لایه زنگ تبدیل فرم کریستالی را کامل نمی کند و عملکرد محافظتی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

4. وضعیت سطح زیرلایه را تمیز کنید

تمیزی سطح زیرلایه فولاد کورتن به طور مستقیم بر چسبندگی و یکنواختی لایه زنگ تأثیر می گذارد. اگر لکه روغن، رسوب اکسید، سرباره جوشکاری یا آسیب مکانیکی روی سطح وجود داشته باشد، منجر به نرخ خوردگی موضعی نابرابر، تشکیل یک لایه زنگ خالدار، و حتی تشکیل کلی لایه محافظ زنگ خود-می شود. بنابراین، در کاربردهای عملی، سطح زیرلایه نیاز به پیش تصفیه (مانند سنگ زنی و چربی زدایی) دارد تا ناخالصی ها حذف شود و زبری سطح متوسطی تضمین شود و پایه ای برای رشد یکنواخت لایه زنگ زده باشد.