Kāpēc nerūsējošais tērauds nerūsē
Rūsa ir visu dzelzs konstrukciju lielākais ienaidnieks. Tā nemanāmi, bet pārliecinoši iznīcina tās gan gaisā, gan ūdenī, pārvēršot izturīgās konstrukcijas drupās. Šķiet, ka tēraudam, kas ir uzlabots dzelzs sakausējums, vajadzētu būt izturīgākam pret rūsu. Taču arī tas ir vāji aizsargāts pret to. Ar korozijas sekām mēs saskaramies ikdienā: rūsa bojā automašīnas, ierīces un ēkas. Tomēr ir izņēmums – nerūsējošais tērauds. Kas tad padara šo materiālu tik unikālu?
Kas izraisa rūsas veidošanos
Rūsa uz metāla konstrukcijām un iekārtām rodas dēļ dzelzs reakcijas ar skābekli. Kad metāls ilgstoši atrodas saskarē ar ūdeni vai gaisu, skābeklis iekļūst metāla struktūrā un sāk to lēnām no iekšpuses bojāt.
Saskaņā ar “ All The Science” ziņoto, tas ir tā, it kā skābekļa gabaliņi izēd metālu, veidojot uz tā virsmas rūsas pārklājumu. Sāļā vidē, piemēram, jūras ūdenī, šis process notiek vēl ātrāk. Ūdens iekļūst metāla vismazākajās plaisās, un tas paātrina bojāšanos.
Rūsa var iznīcināt pat ļoti lielas konstrukcijas. Tā jau gandrīz ir iznīcinājusi bēdīgi slaveno “Titāniku”, kas kopš liktenīgā 1912. gada atrodas Atlantijas okeāna dzelmē.
Kādi metāli nerūsē
Nerūsējošais tērauds ir sakausējums, kas ir izturīgs pret koroziju. Pastāv dažādas nerūsējošā tērauda klasifikācijas, kas var saturēt hromu, niķeli, oglekli, slāpekli un daudzus citus savienojumus.
Kā raksta Live Science, nerūsējošais tērauds ir izturīgs pret rūsu, pateicoties tā īpašajam sastāvam. Atšķirībā no parastā tērauda, kas, izņemot dažas piedevas, sastāv gandrīz tikai no dzelzs (aptuveni 99 %), nerūsējošais tērauds vienmēr satur svarīgu elementu – hromu. Tieši šis elements aizsargā tēraudu no rūsas. Parastajā tēraudā dzelzs aktīvi reaģē ar skābekli, veidojot rūsu, kas iznīcina metālu. Bet nerūsējošā tēraudā hroms uz virsmas izveido aizsargkārtu, kas neļauj skābeklim iekļūt dzelzī.
Šis aizsargslānis ir tikai dažus nanometrus biezs un acīm neredzams, taču tas droši pilda savu uzdevumu. Ja šis pārklājums tiek bojāts, tas var pats atjaunoties. Ūdens, skābeklis un citas vielas nav kaitīgas hromam, jo tas ir inerts, t. i., tas nereaģē ar apkārtējo vidi. Šis fakts padara nerūsējošo tēraudu ideāli piemērotu izmantošanai vietās, kur ir svarīga higiēna un tīrība, piemēram, medicīnā un kulinārijā.
Taisnības labad jāatzīst, ka noteiktos apstākļos arī nerūsējošais tērauds var sarūsēt. Piemēram, tas var korodēt sālsūdenī vai tad, ja netiek ievēroti nerūsējošā tērauda metināšanas noteikumi.
Harijs Brīlijs bija angļu metalurgs, kurš izgudroja “nerūsējošā tērauda” izgudrojumu.
Kas izgudroja nerūsējošo tēraudu
Nerūsējošā tērauda vēsture sākās 1912. gadā, kad angļu metalurgs Harijs Brīlijs mēģināja radīt sakausējumu, lai aizsargātu šaujamieroču mucas no korozijas. Vairākus mēnešus viņš eksperimentēja ar dažādām dzelzs, oglekļa, hroma un niķeļa kombinācijām.
Lai gan neviens no radītajiem sakausējumiem nebija piemērots mucām, Brīlijs pamanīja, ka viens materiāls, ko viņš bija novietojis savā pagalmā, nerūsēja pat pēc nedēļām, atrodoties ārā. Šī atklājuma iedvesmots, viņš turpināja eksperimentus un 1915. gadā iepazīstināja pasauli ar jauno materiālu, ko mēs šodien pazīstam kā nerūsējošo tēraudu.
Kopš tā laika nerūsējošais tērauds ir kļuvis ārkārtīgi populārs, un tagad tas sastāda aptuveni 4 % no visa pasaulē gadā izmantotā tērauda. Neraugoties uz tā popularitāti, nerūsējošā tērauda ražošana joprojām ir dārga, un tā izmaksas ir trīs līdz piecas reizes augstākas nekā parastā tērauda izmaksas.
Īpašas piedevas, piemēram, molibdēns (tērauda konstrukciju izmantošanai zem ūdens), var vēl vairāk palielināt tā cenu. Tāpēc vairumā gadījumu izmanto parasto tēraudu, kas ir aizsargāts ar krāsu vai citiem pārklājumiem.
