Вплив магнітних властивостей нержавіючої сталі на її корозійну стійкість

Серед численних технічних характеристик, які враховуються при виборі матеріалів для виробництва, особливу увагу заслуговують магнітна та немагнітна нержавіюча сталь та їх властивості. Саме вони часто стають визначальними у таких сферах, як харчова промисловість, медицина, хімічна інженерія. Якщо вас цікавлять ці сплави, варто розглянути, як саме магнітність може впливати на опірність матеріалу до корозії. Адже довговічність конструкцій і виробів безпосередньо залежить від того, наскільки стійкою є сталь до агресивного середовища.

Що таке корозійна стійкість і від чого вона залежить

Корозійна стійкість - це здатність металу або сплаву протистояти руйнуванню внаслідок хімічної або електрохімічної реакції з довкіллям. У випадку з нержавіючою сталлю, ця властивість забезпечується в першу чергу наявністю хрому. Саме хром (мінімум 10,5%) формує на поверхні сталі тонку пасивну плівку, яка захищає її від впливу вологи, кислот, лугів та інших агресивних речовин.

Однак корозійна стійкість не залежить виключно від хімічного складу. На неї також впливають:

• температура експлуатації;
• ступінь механічного навантаження;
• тип середовища (кисле, солоне, вологе);
• мікроструктура сталі;
• наявність або відсутність напружень у металі після обробки.

Феритні, аустенітні, мартенситні сталі мають різну реакцію на ці чинники. Тому не можна говорити про універсальний рівень стійкості для всіх типів нержавійки - все залежить від конкретного сплаву та умов його експлуатації.

Зв’язок між магнітністю та корозійною стійкістю

Магнітні властивості нержавіючої сталі формуються залежно від її структури. Аустенітна сталь, як-от марка 304 чи 316, є немагнітною. Водночас феритні (наприклад, 430) та мартенситні сталі (наприклад, 410) - магнітні. І саме ця відмінність має пряме відношення до корозійної стійкості.

Аустенітні сталі зазвичай мають вищу корозійну стійкість завдяки більшій кількості нікелю та стабільній структурі. Вони ідеально підходять для умов підвищеної вологості чи впливу кислот. У той час як феритні сталі, хоч і дешевші, менш стійкі до корозії, особливо точкової та міжкристалітної. Мартенситні сплави, хоч і твердіші, також програють у цьому питанні.

Проте не варто робити передчасні висновки: в деяких випадках магнітна сталь має переваги - наприклад, в умовах механічного зносу або підвищених навантажень. Але у сферах, де корозія є основним ризиком - краще обрати немагнітні сплави. Тож зв'язок між магнітністю та стійкістю до корозії хоч і непрямий, але доволі чіткий: чим більше аустеніту - тим кращий захист від корозійних пошкоджень.

Тестування й порівняння

У промисловості існує багато способів перевірки корозійної стійкості нержавіючих сталей. Один з найпоширеніших - це випробування у соляному тумані (Salt Spray Test), яке дозволяє оцінити, наскільки швидко метал зазнає змін під дією агресивного середовища.

У результатах таких тестів чітко видно, що немагнітні сталі (особливо з маркуванням AISI 304, 316) показують набагато кращу витривалість. Навіть після 72 годин перебування у соляному тумані їхня поверхня залишається майже неушкодженою. Натомість феритні аналоги вже через 24 години починають проявляти перші ознаки корозії, що свідчить про їхню нижчу ефективність в умовах вологості та кислотного впливу.

Ще один метод - електрохімічна імпедансна спектроскопія (EIS), що дозволяє детально оцінити пасивну плівку на поверхні сталі. Немагнітні марки показують вищу ємність опору, тобто краще захищаються від агресивних середовищ.

У підсумку: якщо потрібна довготривала експлуатація без втрати зовнішнього вигляду і функціональності - вибір очевидний на користь немагнітної сталі.

Висновок

Отже, при виборі нержавіючої сталі необхідно зважати не лише на ціну чи міцність, а й на її магнітні властивості. Немагнітні аустенітні сталі мають вищу корозійну стійкість і є кращим вибором для роботи у вологих або хімічно агресивних умовах. Магнітна ж сталь, хоча й дешевша, не забезпечує такого рівня захисту, і її доцільніше використовувати в умовах без постійного контакту з агресивним середовищем. Лише розуміючи взаємозв’язок між структурою, магнітністю та хімічним складом, можна зробити справді ефективний вибір. 

Андрій ПЕТРОВ