Ніла Іваненко 
Іржа є постійною загрозою для заліза, що легко окислюється як на повітрі, так і у воді. Навіть сталь – твердий сплав заліза та вуглецю – легко іржавіє. А ось нержавіюча сталь, як випливає з її назви, не іржавіє. Тож у чому її секрет?
Простіше кажучи, хімічний склад нержавіючої сталі не дозволяє кисню з повітря та навколишнього середовища досягати заліза у сталі та запобігає небажаній реакції окислення.
Звичайна сталь іржавіє, коли залізо реагує з киснем, утворюючи оксид заліза. Хоча іржа зазвичай не шкідлива для людини, вона може сильно роз’їсти залізо.
Звичайна сталь є сплавом з 99 відсотків заліза та від 0,2 до 1 відсотка вуглецю. Тоді як нержавіюча сталь зазвичай містить від 62 до 75 відсотків заліза, близько 1 відсотка вуглецю і більш як 10,5 відсотка хрому. Нержавіюча сталь також містить кілька відсотків нікелю, який робить її міцнішою та легшою в обробці.
Хром – ключ до стійкості нержавіючої сталі
Про це розповів виданню Live Science вчений-матеріалознавець Тім Коллінз. За його словами, хром реагує з киснем у довкіллі, зазвичай у повітрі, але також і під водою, створюючи шар оксиду хрому (Cr2O3) на поверхні металу. Цей шар не дає кисню досягти заліза в сталі та утворити іржу.
Шар Cr2O3 на нержавіючій сталі – завтовшки лише кілька нанометрів, тож є невидимим. Такий шар може самовідновлюватись, якщо він пошкоджений. Він також інертний, тобто не вступає в хімічну реакцію з іншими речовинами. Також цей шар не вилуговується за межі поверхні металу. Це робить нержавіючу сталь придатною для приготування їжі, використання в хірургії тощо, додав Тім Коллінз.
Випадкове відкриття
Нержавіюча сталь була винайдена в 1912 році англійським металургом Гаррі Брірлі, який вивчав сталеві сплави, що допоможуть запобігти корозії у стовбурах гармат.
Брірлі створив сплав із заліза, вуглецю, хрому та нікелю, проте він не годився для стовбура рушниці. Тому металург викинув його на задній двір, розповів Тім Коллінз. За декілька тижнів потому Брірлі помітив, що блискучий сплав на його дворі не заіржавів. Це відкриття допомогло йому розробити нержавіючу сталь – дивовижний матеріал, що був презентований світові в 1915 році.
Нержавіюча сталь – цінна й незамінна
Тім Коллінз повідомив, що нержавіюча сталь нині становить близько 4 відсотків від близько 2 мільярдів тонн усієї сталі, яку щороку використовують у всьому світі.
При цьому нержавіюча сталь складніша і дорожча у виробництві. Зазвичай її собівартість у три-п’ять разів вища за собівартість звичайної сталі. А включення до сплавів спеціальних металевих додатків (наприклад, молібдену для підводного застосування) може зробити нержавіючу сталь ще дорожчою.
У результаті в більшості випадків, де потрібна сталь, користуються її звичайною версією. Для стійкості до іржі звичайну сталь можуть покривати шаром фарби або іншого покриття.
Нині, за словами Коллінза, нержавіюча сталь використовується в більшій кількості областей, ніж будь-коли раніше.
Канта Шелке, експертка з харчових продуктів з Університету Джонса Хопкінса (США), розповіла, що нержавіюча сталь має безліч переваг у порівнянні з альтернативними матеріалами. Вона стійка до корозії, яку спричиняють харчові кислоти та засоби для чищення, а ще не забруднює і не псує продукти. За словами науковиці, нержавіюча сталь також довговічна, міцніша за алюміній та гігієнічна; вона має непористу поверхню, яку легко чистити та дезінфікувати.
Фото: pexels.com
