ความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติของเหล็กคอร์เทน Q355NHD ทำงานอย่างไร - ความรู้

1. กลไกหลัก: องค์ประกอบโลหะผสมทำให้เกิดคราบเคลือบป้องกันหนาแน่น

ความต้านทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศโดยธรรมชาติของ Q355NHD ขึ้นอยู่กับมันระบบโลหะผสม Cu/Cr/Ni/P ไมโคร-(ได้รับคำสั่งมาตรฐาน GB) - องค์ประกอบเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ความชื้น และก๊าซในบรรยากาศ (CO₂, SO₂) ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งเพื่อสร้างชั้นคราบที่หนาแน่น ติดแน่น และมั่นคงบนพื้นผิวเหล็ก คราบนี้ทำหน้าที่เป็นตัวกั้นทางเคมีทางกายภาพ- โดยแยกเมทริกซ์ของเหล็กออกจากตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และชะลอการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมได้อย่างมาก ซึ่งแตกต่างจากสนิมที่หลุดร่อนและเป็นขุยที่เกิดขึ้นบนเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา

info-457-457

2.-ทีละขั้นตอน-กระบวนการสร้าง Patina

ออกซิเดชันเริ่มต้น (1-3 เดือน): พื้นผิวสด Q355NHD ก่อให้เกิดชั้นเหล็กออกไซด์บาง ๆ หลวม (FeO/Fe₂O₃) โดยการทำปฏิกิริยากับอากาศและน้ำ องค์ประกอบโลหะผสมเริ่มที่จะย้ายไปยังส่วนต่อประสานออกไซด์/เหล็ก

Patina Nucleation & Growth (3–24 เดือน): ไอออน Cu, Cr และ Ni เพิ่มขึ้นที่ส่วนต่อประสาน เมื่อรวมกับเหล็กออกไซด์และไฮดรอกไซด์เพื่อสร้างชั้นออกไซด์ผสม (ส่วนใหญ่เป็น FeOOH ที่มีเฟสเข้มข้น Cu/Cr-) P ส่งเสริมการตกตะกอนที่สม่ำเสมอของเฟสโลหะผสมเหล่านี้ ซึ่งทำให้โครงสร้างคราบดูดีขึ้น

การสุกของคราบ (24+ เดือน): ชั้นอัดแน่นเป็นคราบหนาแน่นหนา 10–20 μm(Fe₃O₄ + ไฮดรอกไซด์อัลลอยด์) ยึดติดกับเมทริกซ์เหล็กอย่างแน่นหนา ความพรุนต่ำของคราบและการยึดเกาะสูงช่วยป้องกันไม่ให้น้ำ/ออกซิเจนซึมเข้าสู่เหล็กที่อยู่ด้านล่าง

info-457-405

3. บทบาทสำคัญขององค์ประกอบโลหะผสมหลัก

ทองแดง (Cu มากกว่าหรือเท่ากับ 0.20%): องค์ประกอบที่สำคัญที่สุด Cu ไอออนจะแยกตัวที่ส่วนต่อประสานเมทริกซ์ออกไซด์-เพื่อสร้างสารประกอบทองแดงที่ไม่ละลายน้ำ- ซึ่งช่วยลดความพรุนของคราบและเพิ่มการยึดเกาะกับพื้นผิวเหล็ก

โครเมียม (Cr มากกว่าหรือเท่ากับ 0.40%): ส่งเสริมการก่อตัวของโครเมียมออกไซด์ (Cr₂O₃) ที่เสถียรในคราบ ปรับปรุงความเสถียรทางเคมีของชั้น และความต้านทานต่อการกัดกร่อนในบรรยากาศที่เป็นกรด/ด่างเล็กน้อย

นิกเกิล (Ni มากกว่าหรือเท่ากับ 0.20%): ปรับแต่งโครงสร้างผลึกของคราบ เพิ่มความหนาแน่นและความเหนียว ลดการแตกร้าวของคราบที่เกิดจากการขยายตัว/หดตัวเนื่องจากความร้อนในอุณหภูมิ-สภาพแวดล้อมที่ผันผวน

ฟอสฟอรัส (P, 0.07–0.15%): เร่งการเกิดนิวเคลียสที่สม่ำเสมอของคราบ หลีกเลี่ยงการออกซิเดชันที่ไม่สม่ำเสมอเฉพาะจุด และสร้างความมั่นใจว่าชั้นป้องกันจะก่อตัวสม่ำเสมอทั่วพื้นผิวเหล็ก

แมงกานีส (Mn) และซิลิคอน (Si): ช่วยในการสร้างเฟสซิลิกา-ที่มีเจลเข้มข้นในคราบ ลดการซึมผ่านของน้ำ/ออกซิเจน และเพิ่มเอฟเฟกต์ของสิ่งกีดขวาง

info-458-422

4. Patina's Self-การรักษาและ-ความมั่นคงในระยะยาว

คราบที่โตเต็มที่ของ Q355NHD มีคุณสมบัติการรักษาตนเอง-: หากคราบได้รับความเสียหายเล็กน้อย (เช่น รอยขีดข่วนเล็กน้อย การกระแทก) พื้นผิวเหล็กสดที่ถูกเปิดออกจะ-ออกซิไดซ์อีกครั้งอย่างรวดเร็ว และองค์ประกอบของโลหะผสมจะย้ายไปยังพื้นที่ที่เสียหายเพื่อสร้างคราบใหม่ และซ่อมแซมแผงกั้นภายในระยะเวลาอันสั้น ในสภาพแวดล้อมบรรยากาศปกติ (ในเมือง ชนบท ชายฝั่งที่ไม่รุนแรง) คราบที่เติบโตเต็มที่จะยังคงที่มานานหลายทศวรรษ โดยมีอัตราการกัดกร่อนที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03 มม./ปี- ต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดามาก (0.1–0.3 มม./ปี)

info-455-436

5. เหตุใดจึงแตกต่างจากสนิมเหล็กคาร์บอนทั่วไป

เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาจะเกิดสนิมเหล็กออกไซด์ที่มีรูพรุนและหลวมซึ่งไม่สามารถเกาะติดกับเมทริกซ์ได้ น้ำและออกซิเจนทะลุผ่านชั้นสนิมได้ง่ายเพื่อกัดกร่อนเหล็กต่อไป ทำให้เกิดสนิมหลุดลอกและสูญเสียวัสดุอย่างรวดเร็ว คราบอัลลอยด์ที่ดัดแปลงของ Q355NHD- คือหนาแน่น ไม่-เป็นสะเก็ด และมีความเสถียรทางเคมี- โครงสร้างที่กะทัดรัดปิดกั้นการแทรกซึมของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และองค์ประกอบอัลลอยด์ภายในคราบจะป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมของเมทริกซ์เหล็ก ทำให้ได้รับ-ความต้านทานการกัดกร่อนในระยะยาวโดยไม่ต้องเคลือบเพิ่มเติม

info-390-376