Нержавеющая сталь — ценный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности. К ним относятся автомобилестроение, аэрокосмическая отрасль, строительство и многие другие. Это объясняется, в первую очередь, её полезными свойствами, такими как прочность, долговечность и коррозионная стойкость. Однако многие задаются вопросом: действительно ли нержавеющая сталь пористая?
Краткий ответ — категорическое «НЕТ». Нержавеющая сталь — это сплошной материал, в котором нет пустот или пор, способных впитывать жидкость. Одной из главных причин большой популярности нержавеющей стали является её превосходная твёрдость и прочность. Однако в некоторых редких случаях в этом материале может возникнуть пористость. В этой статье я расскажу всё о нержавеющей стали и её пористости. Приступим.
Что такое нержавеющая сталь?
Прежде чем говорить о пористости, давайте сначала разберемся с основами нержавеющей стали.
Нержавеющая сталь — это прочный материал, содержащий более 10,5% хрома, а также железо и углерод. Именно хром придает нержавеющей стали устойчивость к коррозии. Этот вид стали отличается превосходным внешним видом, что выделяет её среди других материалов. Кроме того, нержавеющая сталь используется для изготовления посуды благодаря своей отличной термостойкости.
Как я уже упоминал выше, нержавеющая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью. Причина заключается в том, что нержавеющая сталь содержит хром. При взаимодействии с кислородом хром образует слой оксида, известный как оксид хрома. Этот защитный слой предохраняет нержавеющую сталь от коррозии и воздействия других факторов окружающей среды.
Влага, которая может нанести вред материалам, не может проникнуть к поверхности нержавеющей стали. Это происходит благодаря дополнительному защитному слою или пленке. Стоит отметить, что слой оксида хрома, присутствующий на поверхности нержавеющей стали, очень тонкий. Фактически, его может быть невозможно увидеть невооруженным глазом. Даже при прикосновении вы не почувствуете, что на поверхности нержавеющей стали находится отдельный слой.
Помните, что нержавеющая сталь не является чистым металлом: на самом деле это сплав. Это означает, что в её состав входят различные элементы. К ним относятся железо, углерод, хром, никель и так далее. Ниже приведён химический состав нержавеющей стали:
| Элемент | Соотношение элементов |
| Железо | 70–80% |
| Хром | 10.5–30% |
| Никель | 0–20% |
| Марганец | 0–2% |
| Кремний | 0–1% |
| Углерод | ≤0,081 TP3T |
| Молибден | 0–6% |
Нержавеющая сталь бывает разных марок и типов. К ним относятся, например, марки 304 и 316. Соотношение элементов в этих марках может варьироваться. Например, содержание хрома в нержавеющей стали марки 304 составляет около 18%, а в нержавеющей стали марки 316 — около 16%. Свойства этих марок зависят от их химического состава и соотношений элементов.
Что такое пористость?
Вы разобрались в основах свойств нержавеющей стали как материала? Давайте разберемся, что такое пористость в различных материалах.
Под пористостью понимается наличие отверстий, пустот или пор в материалах. Жидкости и газы могут проникать через эти поры и проникать внутрь материалов. Материалы, имеющие такие поры, называются пористыми и обладают способностью впитывать жидкость. К наиболее ярким примерам пористых материалов относятся дерево, губки и другие. Материалы, не имеющие пор или мелких отверстий, называются непористыми.
Пористые материалы имеют взаимосвязанные полости, которые могут быть незаметны для человеческого глаза. Однако при контакте с жидкостью такой материал впитывает её. Использование пористых материалов широко распространено в производство фильтров, мембраны и другие теплоизоляционные материалы. Фильтры из пористых материалов отличаются высокой эффективностью.
В этих материалах жидкость проходит через крошечные отверстия, в то время как загрязнения или твердые частицы задерживаются в них. Таким образом, жидкость очищается от взвешенных частиц и мелких загрязнений. Стоит отметить, что пористость материала зависит от различных факторов. К ним относятся размер пор, количество пор и т. д.
Если размер пор или отверстий больше, материал впитает больше жидкости. Таким образом, он будет более пористым, и наоборот. Жидкость проникает через отверстия или поры и перемещается внутри материала через взаимосвязанные полости. Для различных областей применения требуются материалы с разной степенью пористости. В одних случаях могут потребоваться более пористые материалы, а в других — менее пористые.
Действительно ли нержавеющая сталь пористая?
Нет. Нержавеющая сталь не имеет пор и не впитывает жидкость. Этот материал представляет собой сплошную металлическую структуру, лишенную пор, мелких отверстий или взаимосвязанных полостей. Поскольку в ней нет пор, жидкости или газы не могут проникать внутрь. Однако этот материал можно искусственно сделать пористым с помощью различных методов производства.
Нержавеющая сталь, как правило, имеет гладкую поверхность без пор. Однако при интенсивной эксплуатации на её поверхности могут появиться трещины или царапины. В эти царапины может проникнуть жидкость. Именно поэтому люди считают нержавеющую сталь пористой, поскольку жидкость может проникать в царапины. Однако это неверно, так как эти царапины, как правило, находятся на верхней поверхности.
Жидкость может проникнуть в царапину, но не может проникнуть дальше в твердый материал. Причина заключается в том, что внутри материала отсутствуют взаимосвязанные полости. Несмотря на царапины, нержавеющая сталь остается непористой. Следует помнить, что на поверхности нержавеющей стали также образуется слой оксида хрома. Этот слой еще больше усиливает непористость нержавеющей стали.
Однако нержавеющую сталь можно сделать пористой с помощью искусственных технологий производства. К ним относятся порошковая металлургия или аддитивное производство. При использовании этих методов в нержавеющей стали в строго контролируемых условиях создаются крошечные отверстия или пустоты. Эти пустоты пропускают жидкость, делая нержавеющую сталь пористой. Создание пор в нержавеющей стали осуществляется с высокой точностью.
Помните, что вы найдете множество фильтры из нержавеющей стали используются в самых разных отраслях промышленности. Эти фильтры состоят из крошечных отверстий, через которые проходит жидкость для фильтрации. Эти отверстия, или поры, создаются искусственным путём. Именно это делает нержавеющую сталь идеальным материалом для изготовления фильтров. Не забывайте, что фильтры из этого материала отличаются долговечностью и коррозионной стойкостью.
Вся ли нержавеющая сталь является непористой?
Как я уже упоминал выше, нержавеющая сталь — это не чистый материал. На самом деле это сплав, состоящий из различных элементов. Прежде всего, этот материал подразделяется на типы, которые, в свою очередь, включают различные марки. Каждый тип и каждая марка нержавеющей стали обладают своими характерными свойствами. Ниже приведена таблица, в которой представлены типы и распространенные марки нержавеющей стали:
| Тип нержавеющей стали | Распространенные оценки |
| Аустенитный | 301, 302, 303, 304, 304L, 316, 316L, 321 |
| Ферритный | 409, 430, 434, 436, 439, 444 |
| Мартенситный | 403, 410, 416, 420, 431, 440A, 440B, 440C |
| Дуплекс | 2205, 2304, 2507 |
| Упрочнение под действием осадков (PH) | 17-4 PH (630), 15-5 PH, 13-8 Mo |
Итак, все ли эти типы или марки нержавеющей стали являются непористыми? Да. Все типы и марки нержавеющей стали обладают прочной, сплошной металлической структурой. В них нет пор, пустот или мелких отверстий. Это делает их материалами с высокой степенью непористости. Однако производители могут придать им пористость с помощью аддитивных технологий. В них можно создать крошечные отверстия, через которые может проходить жидкость. Обычно все марки нержавеющей стали являются непористыми.
Влияет ли качество поверхности на пористость нержавеющей стали?
Вы когда-нибудь замечали, что нержавеющая сталь бывает разных цветов, с различными узорами и в разных стилях? Это связано с различиями в технологиях производства нержавеющей стали. Такие виды отделки придают нержавеющей стали привлекательный внешний вид и делают её идеальным материалом для изготовления декоративных изделий. Ниже перечислены некоторые распространённые виды отделки нержавеющей стали:
- Гладкая поверхность
- Матовая отделка
- Тисненая отделка
- Дробеструйная обработка
- Электрополированная поверхность
Ни одна из видов отделки не делает нержавеющую сталь пористой. Все эти виды отделки направлены исключительно на изменение внешнего вида поверхности и придание ей особого штриха. Ни один из них не способен создавать поры или закрывать их. Пористость может быть придана нержавеющей стали только в ходе определенных производственных процессов. Поверхностная отделка применяется исключительно для того, чтобы сделать нержавеющую сталь более привлекательной с визуальной точки зрения.
Становится ли нержавеющая сталь пористой при ржавлении?
Нет. Ржавчина или коррозия не приводят к появлению пор в нержавеющей стали. Даже если этот материал сильно заржавеет, вероятность того, что он станет пористым, практически равна нулю. Прежде всего, нержавеющая сталь устойчива как к коррозии, так и к ржавчине. Причина в том, что этот материал содержит хром. При контакте с кислородом хром образует на поверхности нержавеющей стали слой оксида хрома.
Этот слой обладает высокой прочностью и предотвращает коррозию нержавеющей стали с течением времени. Что особенно важно, этот слой обладает самовосстанавливающимися свойствами, то есть способен самостоятельно восстанавливаться в случае появления царапин или других повреждений. Предположим, что произошел наихудший сценарий, при котором на нержавеющей стали появилась коррозия или ржавчина. В таком случае возникла бы локальная точечная коррозия.
В результате точечной коррозии на поверхности нержавеющей стали образуются крошечные углубления. Однако эти углубления находятся исключительно на поверхности нержавеющей стали. Внутри материала вы не заметите никаких пор или отверстий, которые могли бы привести к появлению пористости. Одним словом, нержавеющая сталь не приобретает пористости даже при коррозии в экстремальных условиях.
Часто задаваемые вопросы
Может ли вода проникнуть через нержавеющую сталь?
Нет. Нержавеющая сталь имеет сплошную металлическую структуру без полостей, пор и отверстий. Именно поэтому вода не может проникнуть внутрь этих материалов. Нержавеющая сталь не впитывает ни жидкости, ни газы.
Делают ли царапины нержавеющую сталь пористой?
Нет. На поверхности нержавеющей стали имеются царапины. Они не образуют пор, борозд или взаимосвязанных полостей внутри материала. Именно поэтому царапины не делают его пористым.
Является ли нержавеющая сталь более гигиеничной, чем пористые материалы?
Да. Нержавеющая сталь более гигиенична, чем многие пористые материалы. Причина в том, что этот материал не имеет пор или мелких отверстий. Поэтому его легче чистить, что обеспечивает более высокий уровень гигиены по сравнению с пористыми материалами.
Заключение
В заключение следует отметить, что нержавеющая сталь является одним из наиболее полезных материалов. Она обладает широким спектром благоприятных свойств, что делает её чрезвычайно эффективной. Однако когда речь заходит о пористости нержавеющей стали, многие запутываются. На самом деле существует миф о том, что нержавеющая сталь становится пористой из-за ржавчины и видов поверхностной обработки.
Однако доказательств, подтверждающих эти мифы, нет, поскольку данный материал остается непористым. Ржавчина, обработка поверхности и т. д. не могут сделать его пористым. Однако есть один способ сделать его пористым: использовать аддитивное производство. При таких методах с помощью машин создаются поры и отверстия внутри материалов. Таким образом, жидкость проходит через эти искусственно созданные отверстия. В этой статье я рассмотрел все, что касается пористости нержавеющей стали.