Є один секрет: учені пояснили, чому нержавіюча сталь не іржавіє

Іржа є постійною проблемою для заліза, яке легко окислюється під час взаємодії з повітрям і водою. Навіть такий твердий сплав заліза і вуглецю, як сталь, легко іржавіє. Але нержавіюча сталь, схоже, не іржавіє. То в чому ж її секрет? Про це пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Звичайна сталь іржавіє, коли залізо вступає в хімічну реакцію з киснем, з утворенням оксиду заліза. Хоча іржа зазвичай не шкідлива для людини, вона може сильно роз'їсти залізо, і воно втратить свої важливі властивості.

Сплав 99% заліза і приблизно від 0,2% до 1% вуглецю є звичайною сталлю. Але нержавіюча сталь складається із заліза приблизно на 75%, а також у цьому сплаві міститься приблизно 1% вуглецю, а також понад 10% хрому. До складу нержавіючої сталі також входить трохи нікелю, що робить сплав не тільки міцнішим, а й легшим в обробці.

Чому нержавіюча сталь не іржавіє?

За слова матеріалознавця Тіма Коллінза, саме завдяки хрому нержавіюча сталь стає більш стійкою до іржі. Хром реагує з киснем і з водою, і створює шар оксиду хрому на поверхні сплаву. Цей шар не дає кисню досягти заліза в сталі та запобігає реакції окислення, тобто сталь не може поржавіти.

Захисний шар на нержавіючій сталі має товщину всього кілька нанометрів і, таким чином, є невидимим, каже Коллінз. Цей шар з оксиду хрому може відновлюватися, якщо він пошкоджений і не вступає в хімічну реакцію з іншими речовинами. Таким чином нержавіюча сталь добре підходить для приготування продуктів харчування, а також застосування в медицині та в інших галузях.

За словами Коллінза, з майже 2 млрд тонн сталі, яку використовують щороку в усьому світі, приблизно 4% — це нержавіюча сталь. Але цей особливий сплав складно і дорого виробляти. Вважається, що виробництво нержавіючої сталі обходиться приблизно в 3-5 разів дорожче, ніж звичайної сталі. Якщо ж у цей сплав додають інші метали, наприклад, молібден для використання під водою, то виробництво стає ще дорожчим.

Тому часто використовують звичайну сталь, яку покривають спеціальним покриттям, щоб вона не так сильно іржавіла. Але нержавіюча сталь має багато застосувань, незважаючи на складність і дорожнечу створення.

За словами Канта Шелке з Університету Джонса Гопкінса, якщо йдеться про приготування продуктів харчування, то в нержавіючої сталі багато переваг. Вона стійка до корозії від харчових кислот і чистячих хімікатів і не забруднює жодні продукти, з якими стикається. Нержавіюча сталь також довговічна і дуже міцна.

Хто винайшов нержавіючу сталь?

Винахідником нержавіючої сталі вважається англійський металург Гаррі Брірлі, який створив цей сплав 1912 року, коли вивчав сталеві сплави на предмет запобігання корозії в стволах зброї.

Брірлі створив сплав із заліза, вуглецю, хрому та нікелю. Але він не підходив для стволів зброї, тому він викинув його. За кілька тижнів металург помітив, що блискучий сплав не заіржавів, тож він розробив новий матеріал і представив його світові 1915 року.

Як уже писав Фокус, знайдене родовище дуже рідкісного газу виявилося найбільшим серед усіх відомих. Поклади гелію, виявленого в США, виявилися більшими, ніж усі вважали раніше.

Також Фокус писав про те, чому вчені не можуть вирішити загадку, пов'язану з таким металом, як галій, який кидає виклик існуючим законам фізики.