Ömrümüz boyunca direnen çelik yapılar
Etrafınızda böyle garip binalar yok mu: sağlam bir çelik yapı, ama sanki yüzlerce yıldır rüzgarda ve yağmurda duruyormuş gibi kırmızı ve siyah pasla kaplı? Böyle bir binada pas çalışmaya devam edebilir mi? Güvenli? Size kategorik olarak söyleyebilirim: elbette! Sadece güvenli değil, aynı zamanda sıradan çelikten daha dayanıklıdır ve onlarca yıl havaya maruz kalsa bile paslanmaz. Bu tür yüzey pası, aslında dayanıklı malzeme, aslında hava koşullarına dayanıklı çelik adı verilen özel bir çelik türüdür. Buna "çirkin" olarak bakmayın, aslında üst düzey.
Hava koşullarına dayanıklı çeliğin özel uygulamaları vardır
Atmosferik korozyona dayanıklı çelik olarak da bilinen hava koşullarına dayanıklı çelik, sıradan çelik ile paslanmaz çelik arasında düşük alaşımlı bir çeliktir. Sıradan karbon çeliği ve belirli miktarda bakırın yanı sıra fosfor, krom, nikel, titanyum ve vanadyum gibi korozyona dayanıklı elementlerden yapılmıştır. Sıradan çeliğin kolay uzama, yüksek mukavemet ve yorulma direnci özelliklerine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda sıradan karbon çeliği açısından 2 ila 8 kat korozyon direnci elde edebilir.
Mükemmel performansı nedeniyle, hava koşullarına dayanıklı çelik pahalıdır. Benzer performansa sahip hava koşullarına dayanıklı çelik, sıradan çelikten yaklaşık yüzde 60 daha yüksek fiyatlandırılır. Bu nedenle, lütfen hava koşullarına dayanıklı çeliğin çirkin olduğuna bakmayın, genel bina bunu karşılayamaz.
Hava koşullarına dayanıklı çelik, yalnızca zorlu ortamlara sahip ve yüksek korozyon direnci gerektiren konteynerler, raylı taşıtlar, petrol kuleleri ve sondaj kuleleri gibi yapılarda kullanılır. Sıradan binalarda kullanılan betonarme için, betona gömülü çelik çubuklar nadiren oksijen ve su ile temas halinde olduğundan, mühendisler burada hava koşullarına dayanıklı çelik kullanmak konusunda isteksizdir!
Hava koşullarına dayanıklı çelik neden bu kadar özeldir?
Saf demirin paslanması kolay değildir, ancak sıradan çelik genellikle bakır ve karbon gibi safsızlıklar içerir. Bu safsızlıklar, demirden daha düşük aktiviteye sahiptir ve sulu havada demir ile birincil bir pil oluşturur (yani, oksidasyon-indirgeme reaksiyonu tarafından üretilen bir akım). Cihaz oksidasyonu redüksiyondan ayırır ve çeliğin korozyonu için bir "otoyol" sağlar.
Çeliğin korozyonu sonucu oluşan pas, birçok mikro çatlağın gözenekleri birbirine bağladığı gevşek gözenekli bir yapıdır. Bu şekilde pas, bir sünger gibi havadan nemi emmeye devam ederek çeliğin tamamen paslanana kadar daha fazla paslanmasını sağlar.
Hava koşullarına dayanıklı çelik, sıradan çelikten farklıdır. İlk başta, sıradan çelik gibi yüzeyde de paslanacaktır. Yüksek alaşım derecesi nedeniyle, bu işlem sıradan çelikten bile daha hızlıdır. Bununla birlikte, hava koşullarına dayanıklı çeliğin içindeki daha karmaşık kafes yapısı nedeniyle, yüzeydeki gevşek oksidin altında koyu siyah, yoğun bir oksit tabakası oluşur. Bu oksit tabakası -FeOOH nanoparçacıklarından oluşur. Bu üniform oksit tabakasında, nikel atomu demir atomunun bir kısmının konumunu değiştirir, böylece oksit tabakası katyon seçiciliğine sahip olur ve aşındırıcı anyon geçirgenliği bastırılır.
Hava koşullarına dayanıklı çeliğin paslanmasına neden olan bu yoğun oksit tabakasıdır, ancak iç kısım paslanmaya devam etmeyecektir. Aslında, dikkatli bir şekilde ayırdığınız sürece, hava koşullarına dayanıklı çeliğin yüzeyinin sıradan pasla aynı olmadığını görebilirsiniz: hava koşullarına dayanıklı çeliğin pası tekdüze ve yoğundur ve çeliğin yüzeyi paslanmayı korur. çeliğin yüzeyine karşı çelik; Pas çizilmiş ve gevşekken, bir dokunuş kalıntıyı düşürür. Bu tür pas, çeliği korumak yerine "kurdu odaya sokar" ve çelik yüzeye su ve oksijen emer.
