Металлы широко применяются в строительстве, инженерии, машиностроении и многих других сферах. У каждого из них свои физико-химические свойства, определяющие их эксплуатационные характеристики, области и особенности применения. Наиболее распространенным и доступным металлом является железо. В зависимости от введения в него дополнительных элементов и способов обработки оно меняет физико-химические свойства и эксплуатационные характеристики.
Главная проблема железа – высокая окисляемость при взаимодействии с воздухом и водой. Кислород сильный окислитель, и он приводит к полному разрушению железа, которое распадается на оксиды. Коррозия способна довольно быстро уничтожать незащищенный металл. Поэтому в промышленности применяются различные способы борьбы с окислением. Наиболее распространенными и эффективными являются методы поверхностного цинкования и введения в сплав легирующих компонентов. В результате получают такие виды стали, как оцинковка и нержавейка. Однако между ними есть много существенных различий.
Оцинкованная сталь и методы цинкования
Цинкование – это методика нанесения на изделия из металла тонкого слоя цинка от 6 микрон до 1.5 мм. Есть несколько технологий обработки:
- Гальваническая (электрохимическая) – детали погружают в емкость с электролитом, в котором растворен цинк. На деталь подается заряд, молекулы цинка «бомбардируют» ее поверхность, на которой образуется прочный и тонкий защитный слой;
- Горячим цинкованием – изделия тоже погружаются в ванны, но не с электролитом, а расплавленным цинком при температуре до +500 градусов. При остывании верхний слой кристаллизуется, образуя на поверхности характерные узоры, подобные тем, что возникают зимой на стеклах;
- Холодным цинкованием – этот метод менее эффективен, так как схож с покраской. Детали покрывают составом, содержащим порошок цинка. В этом случае адгезия с основанием намного ниже.
Как работает защита? Верхний слой цинка вступает в реакцию с кислородом и достаточно быстро покрывается микроскопической пленкой оксида, которая называется патиной. Она же возникает на поверхности меди, придавая ей благородный изумрудный цвет. Эта пленка очень плотная, поэтому процесс окисления быстро прекращается, а сталь, находящаяся глубже, остается невредимой. Единственный минус этой технологии состоит в том, что при механических повреждениях покрытия металл начинает разрушаться в этом месте, пусть и медленнее, чем вовсе без защиты.
Нержавеющая сталь и ее свойства
Нержавейка относится к группе легированных (улучшенных) сталей. Ее изготавливают посредством введения в состав таких активных металлов, как никель или хром (есть и другие варианты). При этом повышается не только коррозийная стойкость, но и жаропрочность, жаростойкость. В отличие от оцинковки у нержавеющей стали нет защитного покрытия – она проходит полную пассивацию. То есть, железо утрачивает способность взаимодействовать с кислородом. На поверхности нержавейки образуется инертный слой, и даже при сквозных повреждениях коррозия не запускается.
Технология более сложная и дорогая, поэтому и стоимость нержавейки выше. Но зато благодаря полной химической нейтральности ее можно использовать в пищевой промышленности. Эксплуатационные характеристики нержавейки зависят от конкретного состава и процентного содержания инактивирующих компонентов. Рассмотрим специфику, области применения защищенных видов стали.
Области и специфика применения
Оцинковка применяется в первую очередь для защиты различных конструкционных элементов. Это могут быть трубы, уголки, различные профили и другой металлопрокат, кровельный лист, элементы водоотводных систем. Также метод цинкования применяется для защиты деталей, из которых изготавливают опоры, вышки линий электропередач, крепежные хомуты. Главное условие – это отсутствие интенсивных механических воздействий, которые могут приводить к повреждениям защитного слоя.
Области применения нержавейки зависят от конкретного состава стали:
- Хромистые – используются в изготовлении деталей, испытывающих высокие нагрузки. К ним относятся лопатки турбин, пружины, клапаны и т.п.;
- Хромникилевые – находят широкое применение в пищевой промышленности, используются для изготовления технологического оборудования, посуды, емкостей.
Из пищевой нержавейки изготавливают оборудование для пекарен, ликероводочных и пивных заводов, мебель для общепита (разделочные столы, раздачи и т.п.) и многое другое. Это обусловлено ее высокими антикоррозионными свойствами, а также санитарно-эпидемиологическими нормами и требованиями. Такой металл легко поддерживать в чистоте, он не боится агрессивных коррозионных сред.
