De ce nu ruginește oțelul inoxidabil?Fierul, care se oxidează în aer și în apă, este în permanență amenințat de rugină. Oțelul, un aliaj puternic de fier cu carbon, ruginește ușor, deteriorând clădirile, mașinile și aparatele.
Oțelul inoxidabil rămâne fără rugină. Care este secretul?
Chimia oțelului inoxidabil împiedică oxigenul să ajungă la fierul din oțel, prevenind oxidarea. Atunci când fierul se combină cu oxigenul pentru a genera oxid de fier, oțelul ruginește. Rugina este rareori periculoasă, deși poate eroda grav fierul și îl poate face nesigur și neatractiv.
Oțelul inoxidabil are 62%-75% fier, până la 1% carbon și mai mult de 10,5% crom, în timp ce oțelul obișnuit are 99% fier și 0,2%-1% carbon. Unele tipuri de oțel inoxidabil conțin nichel, ceea ce îl face mai greu și mai ușor de manipulat.
Oțel inoxidabil. Sursa foto Pixabay
Omul de știință în domeniul materialelor Tim Collins, secretar general al Worldstainless, o organizație cu sediul în Belgia afiliată la World Steel Association, a declarat pentru Live Science că cromul face ca oțelul inoxidabil să fie rezistent la rugină.
Oxidul de crom (Cr2O3) formează un „strat pasiv” pe suprafețele metalice atunci când se combină cu oxigenul din aer sau apă. Collins a spus că acest strat împiedică oxigenul să ajungă la fierul din oțel pentru a rugini.
El a afirmat că stratul pasiv al oțelului inoxidabil este invizibil la câțiva nanometri. Collins a afirmat că oțelul este potrivit pentru producția alimentară, chirurgie și alte aplicații, deoarece stratul de oxid de crom se poate autovindeca, este inert și nu se scurge.
Oțel inoxidabil. Sursa foto Pixabay
Descoperire accidentală
Metalurgistul englez Harry Brearley a inventat oțelul inoxidabil modern în 1912, în timp ce cerceta aliajele de oțel pentru coroziunea țevilor de pușcă. Brearley a creat un aliaj fier-carbon-crom-nichel. Collins a spus că a aruncat unul în curtea din spate, deoarece nu era o țeavă de armă. Câteva săptămâni mai târziu, Brearley și-a dat seama că aliajul strălucitor din curtea sa nu se corodase, astfel că l-a inventat în 1915.
Collins a declarat că oțelul rezistent la rugină reprezintă aproximativ 2 miliarde de tone din utilizarea globală a oțelului (4%) anual.
Crearea oțelului inoxidabil este complexă și costisitoare, costând de trei până la cinci ori mai mult decât oțelul standard, iar adăugarea unor elemente metalice unice, cum ar fi molibdenul pentru utilizări subacvatice, îl poate face și mai scump. Deoarece oțelul nu ruginește și nu este acoperit de vopsea sau de un alt strat, majoritatea aplicațiilor utilizează oțel obișnuit sau oțel carbon.
Este utilizat în numeroase industrii
Collins a declarat că oțelul inoxidabil este utilizat în prezent în numeroase industrii, inclusiv în industria alimentară și în domeniul siguranței.
Oțelul rezistă la coroziunea provocată de acizii alimentari și de substanțele chimice de curățare, spre deosebire de aluminiu și cupru, și nu contaminează alimentele, potrivit cercetătorului Kantha Shelke de la Universitatea Johns Hopkins. Într-un e-mail, aceasta a declarat că oțelul inoxidabil este robust, mai puternic decât aluminiul, și sanitar, cu o suprafață neporoasă care poate fi ștearsă și sterilizată.