Thép không gỉ liệu có thực sự không gỉ?

0
1906

Khi mua dao, câu hỏi thắc mắc thường gặp của người mua là có đúng dao này làm từ thép không gỉ? Tại sao cây kìm đa năng Leatherman của tôi bị gỉ? Dù hãng quảng cáo là làm từ vật liệu thép không gỉ?

Mời bạn tham khảo bài viết về các loại thép làm dao ở đây

Để biết thế nào là sắt, thép, gang, mời các bạn tham khảo.

 

Hiện tượng gỉ của sắt thép là gì

Đây là hiện tượng thường gặp đối với sắt nói riêng và kim loại nói chung. Đối với sắt thì đơn giản là quá trình biến đổi Sắt trở thành Oxit Sắt.

Nguyên nhân cơ bản là do quá trình ăn mòn hóa học hoặc quá trình ăn mòn điện hóa.

Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa khử. Kim loại phản ứng trực tiếp với oxi trong môi trường, thường là không khí và nước.

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (đk: to)

3Fe + 2O2 →Fe3O4 (đk: to)

Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy kim loại do hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện.
Thí dụ: phần vỏ tàu biển chìm trong nước. ống dẫn đặt trong lòng đất. Kim loại tiếp xúc với không khí ẩm… Do vậy, ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn kim loại phổ biến và nghiêm trọng nhất

Gang, thép là hợp kim Fe – C gồm những tinh thể Fe tiếp xúc trực tiếp với tinh thể cacbon (graphit)

Không khí ẩm chứa H2O, CO2, O2…tạo ra lớp dung dịch chất điện li phủ lên bề mặt gang, thép làm xuất hiện vô số pin điện hóa mà Fe là cực âm, C là cực dương

Ở cực âm xảy ra sự oxi hóa: Fe → Fe2+ + 2e

– Ở cực dương xảy ra sự khử: 2H+ + 2e → H2 và O2 + 2H2O + 4e → 4OH-

– Tiếp theo:       Fe2+ + 2OH → Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + O2(kk) + 2H2O → 4Fe(OH)3

– Theo thời gian Fe(OH)3 sẽ bị mất nước tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe2O3.xH2O

Phương pháp chống gỉ cho sắt

Sắt ta dùng hàng ngày thường không phải là nguyên

Nói chung phương pháp chống gỉ cơ bản nhất là ngăn Sắt tiếp xúc với môi trường để tránh bị oxi hóa, bị ăn mòn. Ta có thể sơn lên bề mặt sắt, kim loại, bôi dầu mỡ bảo quản lên đó v.v…

Một trong những phương pháp được phát minh bởi chuyên gia ngành thép người Anh là ông Harry Brearley. Khi vào năm 1913, ông đã sáng chế ra một loại thép đặc biệt có khả năng chịu mài mòn cao, bằng việc giảm hàm lượng carbon xuống và cho crôm vào trong thành phần thép (0.24% C và 12.8% Cr).

Nó giúp cho thép ít bị biến màu hay bị ăn mòn như thép thông thường khác. Và người ta gọi nó là thép không gỉ – Stainless Steel

Thép không gỉ có thực sự không gỉ?

Thép không gỉ là hợp kim của sắt với Carbon được thêm Crom và. Khi Crom được thêm vào, nó sẽ phản ứng với oxy tạo thành crom oxit. Đó là một lớp màng thụ động mỏng, vô hình bọc quanh thép, ngăn thép tiếp xúc với môi trường. Nếu kim loại bị trầy xước, nhiều oxit crom sẽ lại nhanh chóng hình thành và phục hồi lớp màng mỏng, chống ăn mòn. Trong các môi trường mà hàm lượng oxy thấp mà clorua cao, ví dụ như nước biển, muối đường hoặc rất nhiều hóa chất khác nhau trong môi trường, màng thụ động này sẽ thiếu oxy để tái tạo crom oxit, và lúc này thép sẽ bị gỉ.

Lúc này cần bổ xung những hóa chất khác vào thép, giúp cho thép chống gỉ tốt hơn. Tuy  không thể là tuyệt đối được. Điều quan trọng là bạn phải chọn được loại thép không gỉ phù hợp với môi trường sử dụng.

Tóm lại, như Tim Leatherman đã nói: “Không có thép nào không bị gỉ, chỉ có thép gỉ ít hay gỉ nhiều”

Khi thép không gỉ ăn mòn, nó có thể có nhiều dạng

Rỗ ăn mòn

Rỗ ăn mòn là hình thức phổ biến nhất của sự ăn mòn. Biểu hiện thường xuất hiện như chấm nhỏ, hố màu nâu sẫm trên bề mặt của kim loại. Nguyên nhân bao gồm clorua (muối biển, muối đường) hoặc môi trường axit và nhiệt độ cao. Trong khi rỗ không can thiệp vào các tính chất cơ học của thép không gỉ, các hố có thể lan truyền và làm đục bề mặt, làm bong bóng bề ngoài của nó.

Làm thế nào để tránh: Chọn một loại thép không gỉ cao trong crôm, molypden và nitơ.

Đường nứt ăn mòn

Sự ăn mòn theo đường nứt xảy ra trong các khu vực sắc cạnh hoặc không được che phủ. Chẳng hạn như xung quanh bu lông và ốc vít. Kẽ hở ăn mòn tương tự như rỗ ở chỗ nó không có tác động đến tính chất cơ học của thép. Tuy nhiên nó có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn.

Làm thế nào để tránh: Các thành phần thép không gỉ có thể được thiết kế để ngăn chặn sự ăn mòn kẽ hở bằng cách loại bỏ các khu vực có khe hở. Hoặc bằng cách đảm bảo các khe hở đủ lớn để cho phép oxy đi vào và cải tạo màng thụ động. Lớp thép không gỉ phải chứa hàm lượng crôm, molypđen và nitơ cao.

Sự ăn mòn điện

Ăn mòn điện khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc và có dòng điện chạy qua đồng thời có sự hiện diện của chất lỏng dẫn điện.

Làm thế nào để tránh: Tránh chế tạo kim loại hỗn hợp nếu có thể. Sơn các kim loại với một lớp phủ bảo vệ hoặc sử dụng một số phương pháp khác để ngăn chặn tiếp xúc. Hoặc loại bỏ các chất điện phân.

Sự ăn mòn do chịu lực tác động

Xảy ra khi ứng suất cơ học, môi trường và nhiệt độ cao kết hợp với nhau tạo thành các vết nứt nhỏ trong kim loại có thể nhanh chóng lan mở rộng.

Làm thế nào để tránh: Ăn mòn do lực tác đông làm nứt có liên quan đến hàm lượng niken của thép. Thép có hàm lượng niken từ 8 – 20% đặc biệt dễ bị nứt. Trong khi thép có hàm lượng niken lớn hơn 30% thì có khả năng chống lại loại ăn mòn này.

Sự ăn mòn liên vùng

Sự ăn mòn giữa các hạt xảy ra khi thép không gỉ tiếp xúc với nhiệt độ cao, kéo dài. Crom và cacbon trong thép kết hợp để tạo thành các hạt cacbua crom dọc theo các đường viền hạt trong suốt thép. Ở vùng biên các hạt cacbua crom này, crom bị loại bỏ, làm cho kim loại dễ bị ăn mòn ở các biên hạt. Thép trong tình trạng này được cho là “nhạy cảm – sensitized”.

Làm thế nào để tránh: Chọn các loại thép với mức độ carbon thấp. Đủ để ngăn chặn sự hình thành các crom cacbua. Các lớp ổn định được hợp kim với titan và niobi là những lựa chọn tốt cho các ứng dụng như hàn.

Kết luận

Crom không phải là chất hóa học thần thánh, nó không giúp cho thép chống gỉ tuyệt đối. Để chống gỉ cho thép tốt hơn, cần kết hợp nhiều loại hợp chất hóa học nữa. Kể cả Victorinox, thép của họ vẫn bị gỉ, nhưng bị gỉ rất ít.

Dao Victorinox nổi tiếng với khả năng chống gỉ sét.

Thép của hãng Leatherman là thép không gỉ, tuy nhiên nó không chống gỉ tuyệt đối. Hơn nữa, khí hậu Việt Nam là khí nhậu nhiệt đới ẩm. Bạn không nên ngạc nhiên khi thấy một con kìm Leatherman “brand new in box” mới khui từ trong hộp ra đã gỉ lấm tấm. Nhưng nó vẫn là thép không gỉ.

Thép không rỉ là gì?
Thép Leatherman thường bị hiện tượng rỉ sét lấm tấm.

Như vậy

  • Thép không gỉ – Stainless Steel là tên gọi của hợp chất thép có chưa Crom. Nó là tên gọi thôi, nó vẫn có thể bị gỉ dưới những điều kiện khác nhau
  • Không có thép không gỉ, chỉ có thép gỉ ít hay gỉ nhiều
  • Leatherman sử dụng thép không gỉ, nhưng dưới điều kiện môi trường ở Việt Nam, nó vẫn bị gỉ

Bạn có thể tham khảo thêm các bảo quản tool Leatherman tại đây:

https://www.leatherman.com/CustomerService-Maintenance.html

Lớp mạ Black Oxide trên dao đa năng Victorinox và Leatherman

 

Comments

comments