Thụ động hóa & PREN — Khoa học vật liệu

Toàn bộ bí mật của thép không gỉ là một lớp vô hình: . Khi thép chứa ít nhất khoảng 10,5 % , trên bề mặt tự phát hình thành một lớp ôxít crôm chỉ dày vài nanomet. Lớp này kín, bám chắc và — điều quyết định — tự hàn gắn: nếu bị xước, trong không khí ngay lập tức hình thành ôxít crôm mới.

Quá trình này gọi là . Không có nó, thép không gỉ chẳng khác gì thép kết cấu đắt tiền. là lý do thép không gỉ vẫn sáng bóng, trong khi thép kết cấu bị gỉ.

Nhưng không bất khả xâm phạm. Kẻ thù số một của nó là clorua (nước muối, muối rải đường, nước bể bơi). Chúng phá lớp này tại từng điểm — và thế là hình thành . Mức độ chống chịu của một loại thép không gỉ có thể ước lượng bằng một công thức đơn giản: (Pitting Resistance Equivalent Number, còn gọi là chỉ số chống ăn lỗ).

PREN = %Cr + 3,3·%Mo + 16·%N

Công thức cho thấy: không chỉ được tính, mà chủ yếu là (hệ số 3,3) và (hệ số 16). Vài ví dụ:

• (304): PREN ≈ 18 + 3,3·0 + 16·0,05 ≈ 19 — ổn cho khí quyển bình thường, không phù hợp với clorua.

• (316): PREN ≈ 17 + 3,3·2,2 + 16·0,05 ≈ 25 — chống clorua tốt hơn rõ rệt.

• (Duplex 2205): PREN ≈ 22,5 + 3,3·3,1 + 16·0,17 ≈ 35 — rất bền, dùng cho nước biển.

• Superduplex: PREN > 40 — cho môi trường clorua khắc nghiệt nhất.

Quy tắc ngón tay: PREN dưới 24 = chỉ ít clorua, 24–32 = ven biển/clorua yếu, trên 32 = nước biển và môi trường khắc nghiệt.

Với bạn là thợ hàn, công thức PREN hữu ích gấp đôi:

1. Chọn vật liệu: Bạn có thể ước lượng liệu một loại thép không gỉ có chịu được môi trường không — thay vì hy vọng vào bảng dữ liệu.

2. Chọn kim loại bổ sung: Kim loại bổ sung phải có PREN ít nhất bằng . Nếu bạn hàn 316 (PREN 25) với kim loại bổ sung 308L (PREN ~19), mối hàn là điểm yếu và gỉ trước tiên. Vì vậy: có Mo → kim loại bổ sung có Mo.

Và sau khi : màu ôxy hóa cạnh mối hàn là những đã suy yếu. Phải loại bỏ chúng (tẩy, mài) và thụ động hóa lại — nếu không, chính chỗ đó sẽ gỉ.