Нила Иваненко 
Ржавчина является постоянной угрозой для железа, которое легко окисляется как на воздухе, так и в воде. Даже сталь - твердый сплав железа и углерода - легко ржавеет. А вот нержавеющая сталь, как следует из ее названия, не ржавеет. Так в чем же ее секрет?
Проще говоря, химический состав нержавеющей стали не позволяет кислороду из воздуха и окружающей среды достигать железа в стали и предотвращает нежелательную реакцию окисления.
Обычная сталь ржавеет, когда железо реагирует с кислородом, образуя оксид железа. Хотя ржавчина обычно не вредна для человека, она может сильно разъесть железо.
Обычная сталь является сплавом из 99 процентов железа и от 0,2 до 1 процента углерода. Тогда как нержавеющая сталь обычно содержит от 62 до 75 процентов железа, около 1 процента углерода и более 10,5 процента хрома. Нержавеющая сталь также содержит несколько процентов никеля, который делает ее более прочной и легкой в обработке.
Хром - ключ к устойчивости нержавеющей стали
Об этом рассказал изданию Живая наука ученый-материаловед Тим Коллинз. По его словам, хром реагирует с кислородом в окружающей среде, обычно в воздухе, но также и под водой, создавая слой оксида хрома (Cr2O3) на поверхности металл. Этот слой не дает кислороду достичь железа в стали и образовать ржавчину.
Слой Cr2O3 на нержавеющей стали - толщиной всего несколько нанометров, поэтому является невидимым. Такой слой может самовосстанавливаться, если он поврежден. Он также инертен, то есть не вступает в химическую реакцию с другими веществами. Также этот слой не выщелачивается за пределы поверхности металла. Это делает нержавеющую сталь пригодной для приготовления пищи, использования в хирургии и т.д., добавил Тим Коллинз.
Случайное открытие
Нержавеющая сталь была изобретена в 1912 году английским металлургом Гарри Брирли, который изучал стальные сплавы, которые помогут предотвратить коррозию в стволах пушек.
Брирли создал сплав из железа, углерода, хрома и никеля, однако он не годился для ствола ружья. Поэтому металлург выбросил его на задний двор, рассказал Тим Коллинз. Через несколько недель спустя Брирли заметил, что блестящий сплав на его дворе не заржавел. Это открытие помогло ему разработать нержавеющую сталь - удивительный материал, который был представлен миру в 1915 году.
Нержавеющая сталь - ценная и незаменимая
Тим Коллинз сообщил, что нержавеющая сталь сейчас составляет около 4 процентов от около 2 миллиардов тонн всей стали, которую ежегодно используют во всем мире.
При этом нержавеющая сталь сложнее и дороже в производстве. Обычно ее себестоимость в три-пять раз выше себестоимости обычной стали. А включение в сплавы специальных металлических добавок (например, молибдена для подводного применения) может сделать нержавеющую сталь еще дороже.
В результате в большинстве случаев, где нужна сталь, пользуются ее обычной версией. Для устойчивости к ржавчине обычную сталь могут покрывать слоем краски или другого покрытия.
В настоящее время, по словам Коллинза, нержавеющая сталь используется в большем количестве областей, чем когда-либо прежде.
Канта Шелке, эксперт по пищевым продуктам из Университета Джонса Хопкинса (США), рассказала, что нержавеющая сталь имеет множество преимуществ по сравнению с альтернативными материалами. Она устойчива к коррозии, которую вызывают пищевые кислоты и чистящие средства, а еще не загрязняет и не портит продукты. По словам ученого, нержавеющая сталь также долговечна, прочнее алюминия и гигиенична; она имеет непористую поверхность, которую легко чистить и дезинфицировать.
Фото: pexels.com
