Thép Xây Dựng
Câu hỏi về việc liệu “thép có bị gỉ không?” là một câu hỏi quan trọng và thường được đặt ra khi khách hàng đang cân nhắc và có ý định mua thép để sử dụng, đặc biệt là trong các ứng dụng cần độ bền và chống ăn mòn, việc sử dụng thép không bị gỉ sẽ giúp cho công trình an toàn và kiên cố hơn.
Mạnh Tiến Phát là đại lý với nhiều năm trong lĩnh vực cung cấp thép không gỉ, chúng tôi sẽ giải đáp thắc mắc của quý khách và đưa ra các nguyên nhân và cách hạn chế về sự ăn mòn của thép để giúp quý khách có thêm thông tin để dễ dàng lựa chọn vật liệu thép chất lượng, uy tín.
Báo giá ống inox chất lượng, độ bền cao – Giá ưu đãi 5%
Tìm hiểu về cấu tạo thép – Thép có bị gỉ không?
Cấu tạo của thép:
Thép là một hợp kim của sắt (Fe) và cacbon (C), cùng với các nguyên tố hợp kim khác như crom (Cr), niken (Ni), mangan (Mn), molypden (Mo), và nhiều nguyên tố khác. Các nguyên tố hợp kim được kết hợp để cấu thành các loại thép khác nhau với các tính chất cơ học và hóa học đa dạng, phù hợp với các ứng dụng cụ thể.
Thép có bị gỉ không?
Thép không gỉ là một loại thép được thiết kế để chống lại quá trình ăn mòn và gỉ sét. Tuy nhiên, không gỉ không có nghĩa là hoàn toàn không bao giờ bị ăn mòn.
Thép không gỉ thường chứa một hàm lượng cao crom và/hoặc niken, tạo ra một lớp màng bảo vệ được gọi là màng thụ động trên bề mặt kim loại. Màng thụ động này ngăn chất oxi trong không khí tiếp xúc trực tiếp với kim loại bên dưới, đặc biệt là sắt, từ đó ngăn chặn quá trình oxi hóa gây ra gỉ sét.
Tuy nhiên, nếu màng thụ động bị phá vỡ hoặc bị tác động bởi các tác nhân ăn mòn mạnh như axit mạnh hoặc chất chứa clo, nó vẫn có thể bị ăn mòn. Thậm chí môi trường xung quanh và nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ.
5 yếu tố gây ra hiện tượng gỉ sét, ăn mòn ở thép
Hiện tượng gỉ sét và ăn mòn của thép có thể được gây ra bởi nhiều yếu tố khác nhau. Dưới đây là 5 yếu tố chính gây ra hiện tượng gỉ sét và ăn mòn ở thép:
1/ Clorua mạnh có thể gây ăn mòn rỗ trên bề mặt thép
Các loại hợp kim thép không gỉ thường chịu sự tác động của ăn mòn, rỉ sét khi tiếp xúc với môi trường chứa nồng độ cao clorua, như trong môi trường muối ví dụ nước biển.
Ví dụ, trường hợp ứng dụng trong ngành hải quân, việc sử dụng thép không gỉ loại 304 có thể dẫn đến hiện tượng ăn mòn sau một thời gian do tương tác với nước biển giàu muối hoặc không khí biển đặc chứa clorua.
Để ngăn chặn hiện tượng ăn mòn rỉ sét, việc lựa chọn sử dụng loại thép không gỉ kháng clorua đặc biệt, như thép không gỉ 316L, trở nên vô cùng quan trọng. Thép được thiết kế đặc biệt để chống lại tác động của clorua và các yếu tố ăn mòn khác.
Hơn nữa, một phương pháp hiệu quả để bảo vệ thép không gỉ là áp dụng một lớp phủ chuyên dụng, giúp ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa bề mặt thép và clorua trong môi trường. Thật sự hữu ích trong các môi trường có nguy cơ cao về ăn mòn.
2/ Ăn mòn lưỡng kim/mạ điện do hàn các hợp kim thép
Hiểu biết về sự ăn mòn lưỡng kim và tác động của các phương pháp hàn thép không gỉ khác nhau là điều quan trọng trong quá trình sản xuất các sản phẩm kim loại. Một sai lầm căn bản mà một số nhà sản xuất có thể gặp phải khi tạo ra dây thép hay tấm kim loại tùy chỉnh là hàn hai loại kim loại không cùng chủng loại với nhau.
Tại sao việc này gây ra vấn đề? Lý do chính nằm ở việc khi hai loại kim loại khác nhau được nối với nhau thông qua một vật liệu điện phân chung (như nước hoặc vật liệu hàn), có thể xuất hiện dòng điện chạy từ một kim loại sang kim loại kia. Hậu quả của điều này là một kim loại có thể dễ dàng nhận thêm các điện trở, trở thành “cực dương” và bắt đầu bị ăn mòn nhanh hơn.
Tốc độ và mức độ ăn mòn thường biến đổi tùy theo nhiều yếu tố như loại hợp kim không gỉ được nối, loại vật liệu hàn sử dụng, điều kiện nhiệt độ và độ ẩm xung quanh, cũng như tổng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa hai kim loại.
Để ngăn chặn hiện tượng ăn mòn lưỡng kim, cách tốt nhất là tránh việc nối kết hai loại kim loại khác nhau từ đầu. Thêm vào đó, một phương pháp phòng ngừa khác là áp dụng một lớp phủ bảo vệ lên bề mặt kim loại để cách ly chúng, từ chối dòng điện từ cực âm sang cực dương.
Lưu ý quan trọng nữa là sự cân nhắc khi sử dụng vật liệu hàn có tính chất quá khác biệt so với các kim loại được nối. Hậu quả có thể dẫn đến hiện tượng ăn mòn điện tại vị trí hàn.
3/ Sử dụng ở nhiệt độ cực cao
Các hợp kim thép không gỉ thường được biết đến với điểm nóng chảy rất cao, thường nằm trong khoảng 1400-1450 °C. Tuy vậy, trong điều kiện nhiệt độ cao, dù vật liệu không chảy, nhưng có thể trải qua các biến đổi khác ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn.
Chẳng hạn, một vấn đề phổ biến là sự co giãn của hợp kim thép không gỉ khi tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt, như trong quy trình xử lý hay ủ nhiệt. Trong trường hợp này, việc hình thành lớp vảy trên bề mặt kim loại nóng có thể dẫn đến việc tách lớp vảy, để lại các phần còn sót có thể tác động đến khả năng chống ăn mòn, do lớp vảy thường có thành phần khác biệt so với kim loại cơ bản.
Hơn nữa, nhiệt độ quá cao có thể làm gián đoạn lớp oxit bảo vệ trên bề mặt hợp kim thép không gỉ trong khoảng thời gian ngắn, tạo điều kiện cho quá trình ăn mòn. Mất đi lớp oxit bảo vệ này có thể tạo điều kiện cho việc xuất hiện sự ăn mòn cho đến khi lớp oxit có thể hình thành lại.
Để đối phó với sự ăn mòn do sự co giãn và các vấn đề khác liên quan đến nhiệt độ cao, việc kiểm tra nhiệt độ hoạt động được đề xuất cho từng loại hợp kim thép không gỉ cụ thể là vô cùng quan trọng. Giúp đảm bảo rằng nhiệt độ sử dụng trong quá trình sản xuất không vượt quá giới hạn mà hợp kim có thể chịu đựng.
4/ Các yếu tố trong môi trường
Thực tế, nhà sản xuất đã nghiên cứu và sản xuất ra một sản phẩm từ thép không gỉ chính xác theo thông số kỹ thuật. Tuy nhiên việc thép bị gỉ chỉ là do một số yếu tố từ môi trường như độ ẩm trong không khí, hay là độ mặn từ muốn ở vị trí ven biển chưa được xem xét trong quá trình sản xuất.
Khi chọn thép không gỉ để sử dụng, nên cân nhắc xem xét thêm yếu tố môi trường thi công hay vị trí các bộ phận máy móc tiếp xúc thường xuyên với môi trường, để đảm bảo rằng sản phẩm có độ bền cao nhất, kéo dài thời gian xuất hiện dấu hiệu gỉ sét trên thép không gỉ.
Một vài thông tin về hiện tượng gỉ sét, ăn mòn của thép
Dưới đây là một số thông tin về hiện tượng gỉ sét và ăn mòn của thép mà bạn nên tham khảo để có thêm những hiểu biết về sản phẩm.
1/ Hiện tượng gỉ sét, ăn mòn của sắt thép là gì?
Hiện tượng oxy hóa và ăn mòn của kim loại, đặc biệt là sắt, là một hiện tượng thường gặp. Trong trường hợp của sắt, quá trình này thường được gọi là quá trình oxi hóa của sắt, trong đó sắt tương tác với oxi trong môi trường để tạo ra oxit sắt.
Có hai nguyên nhân chính dẫn đến việc oxy hóa và ăn mòn kim loại. Quá trình ăn mòn hóa học, trong đó kim loại tác động trực tiếp với oxi trong môi trường như không khí và nước, dẫn đến sự biến đổi hóa học của kim loại. Quá trình ăn mòn điện hóa, xảy ra khi kim loại tiếp xúc với các dung dịch chất điện li, tạo nên môi trường cho dòng điện chảy qua kim loại và gây ra sự phá hủy.
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (đk: to)
3Fe + 2O2 →Fe3O4 (đk: to)
Ví dụ, khi sắt tiếp xúc với không khí ẩm, trong đó có chứa H2O, CO2, và O2, sẽ tạo ra một lớp dung dịch chất điện li bám lên bề mặt của sắt. Trong trường hợp của hợp kim Fe-C như gang và thép, các tinh thể sắt tiếp xúc trực tiếp với các tinh thể cacbon (graphit) tạo thành nhiều điểm kết nối cho các phản ứng điện hóa. Khi có sự tiếp xúc với môi trường ẩm, các pin điện hóa được hình thành trên bề mặt kim loại, trong đó sắt tham gia dưới dạng cực âm và cacbon dưới dạng 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
2/ Một vài phương pháp chống ăn mòn cho sắt
Kim loại sắt mà chúng ta sử dụng hàng ngày thường không được dùng dưới dạng nguyên chất. Một phương pháp cơ bản để ngăn sắt bị rỉ sét là tránh tiếp xúc trực tiếp với môi trường, từ đó ngăn chặn quá trình oxi hóa và ăn mòn. Đây là cách cải thiện đơn giản bao gồm việc sơn lớp phủ bề mặt sắt, kim loại hoặc bảo quản bằng cách sử dụng dầu mỡ và các biện pháp tương tự.
Một trong những phương pháp quan trọng trong việc ngăn chặn sự ăn mòn và oxi hóa của sắt đã được phát minh bởi chuyên gia ngành thép người Anh, ông Harry Brearley, vào năm 1913. Ông đã tạo ra một loại thép đặc biệt có khả năng chống mài mòn cao bằng cách giảm hàm lượng carbon trong thành phần thép và thêm crôm vào hợp kim (0.24% C và 12.8% Cr).
Phương pháp này giúp thép không bị thay đổi màu sắc hoặc bị ăn mòn như các loại thép thông thường khác. Vì tính năng này, người ta đã đặt tên cho nó là thép không gỉ, hay còn gọi là Stainless Steel trong tiếng Anh.
3/ Các loại thép không gỉ có bị rỉ sét không?
Thép không gỉ là một loại hợp kim được tạo thành từ sắt và carbon, với sự bổ sung của crom. Khi crom được đưa vào hợp kim, tương tác với oxy để tạo thành lớp màng mỏng được gọi là màng thụ động. Đây là lớp màng bao phủ bề mặt của thép, ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa thép và môi trường bên ngoài. Khi bề mặt của thép bị tổn thương và gây xước, crom oxit sẽ nhanh chóng hình thành trên các vết trầy, từ đó khôi phục và tăng cường lớp màng thụ động, ngăn chặn quá trình ăn mòn.
Tuy nhiên, trong môi trường có hàm lượng oxy thấp hoặc clorua cao như nước biển, muối đường hoặc nhiều hóa chất trong môi trường khác, lớp màng thụ động sẽ thiếu oxy cần thiết để tạo lại crom oxit. Điều này có thể dẫn đến tình trạng gỉ sét trên bề mặt thép. Để ứng phó với tình trạng đó, cần phải bổ sung thêm các hợp chất khác vào thép, nhằm tăng cường khả năng chống gỉ. Tuy nhiên, việc chống gỉ hoàn toàn là không thể, và việc lựa chọn loại thép không gỉ phù hợp với môi trường sử dụng là điều quan trọng.
Tìm hiểu chi tiết thành phần của inox (thép không gỉ)
4/ Khi thép không gỉ ăn mòn sẽ tạo ra nhiều dạng phải không?
Khi nói đến sự ăn mòn của thép không gỉ, ta có thể nhận thấy có nhiều dạng phản ứng khác nhau mà thép có thể trải qua. Dưới đây là một số hình thức ăn mòn của thép và cách hạn chế các tình trạng ăn mòn đó:
Rỗ ăn mòn là dạng ăn mòn phổ biến nhất. Biểu hiện dưới dạng các chấm nhỏ hoặc các lỗ màu nâu sẫm xuất hiện trên bề mặt của kim loại. Những nguyên nhân chính gây ra rỗ ăn mòn bao gồm clorua (từ muối biển hoặc muối đường) và môi trường axit ở nhiệt độ cao. Tuy rỗ ăn mòn không ảnh hưởng đến tính chất cơ học của thép không gỉ, nhưng các lỗ có thể lan truyền và gây tổn hại bề mặt.
- Cách hạn chế rỗ ăn mòn: Lựa chọn loại thép không gỉ chứa hàm lượng cao crôm, molypden và nitơ.
Sự ăn mòn dọc theo các khe hở hoặc các vùng không được bao phủ gọi là đường nứt ăn mòn. Thường xảy ra xung quanh các phần như bu lông và ốc vít. Sự ăn mòn này tương tự rỗ ăn mòn nhưng có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn.
- Cách hạn chế ăn mòn dọc khe: Tối ưu hóa thiết kế bằng cách loại bỏ các khe hở hoặc đảm bảo chúng đủ lớn để cho phép oxy đi vào và tái tạo màng bảo vệ. Sử dụng thành phần thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn.
Ăn mòn điện: Khi hai kim loại khác nhau tiếp xúc và dòng điện chạy qua chúng trong môi trường chứa chất lỏng dẫn điện, sự ăn mòn điện xảy ra.
- Cách hạn chế ăn mòn điện: Hạn chế sự tiếp xúc giữa các kim loại khác nhau bằng cách sơn hoặc sử dụng lớp phủ bảo vệ. Nếu có thể, tránh tạo ra các điều kiện thuận lợi cho sự tạo điện phân.
Ăn mòn do tác động cơ học: Sự ăn mòn xảy ra khi sự kết hợp của ứng suất cơ học, môi trường và nhiệt độ cao gây ra các vết nứt nhỏ trong kim loại, và chúng có thể mở rộng nhanh chóng.
- Cách hạn chế ăn mòn tác động cơ học: Lựa chọn loại thép có hàm lượng niken thích hợp. Thép có hàm lượng niken từ 8-20% dễ bị nứt, trong khi hàm lượng niken trên 30% có khả năng chống lại loại ăn mòn này.
Ăn mòn liên vùng: Sự ăn mòn giữa các hạt xảy ra khi thép không gỉ tiếp xúc với nhiệt độ cao và kéo dài. Crom và cacbon trong thép kết hợp tạo thành các hạt cacbua crom theo các đường viền hạt trong thép. Các vùng biên của hạt cacbua này bị mất crom, gây ra sự dễ bị ăn mòn ở các vùng biên.
- Cách hạn chế ăn mòn liên vùng: Lựa chọn thép với hàm lượng cacbon thấp để ngăn chặn việc hình thành hạt cacbua. Sử dụng các hợp kim ổn định với titan và niobi trong các ứng dụng cần độ bền và chống ăn mòn cao.
Qua việc cung cấp và giải đáp thông tin về việc thép có gỉ không đến khách hàng. Mạnh Tiến Phát chỉ muốn khẳng định rằng: “Không có thép nào là không bị gỉ, chỉ có thép gỉ ít hay gỉ nhiều” vì vậy việc lựa chọn nguồn cung cấp thép từ các đại lý, sự hiểu biết của bản thân về sản phẩm sẽ giúp bạn lựa chọn được loại thép ít gỉ nhất.
Khi đến với đại lý tôn thép Mạnh Tiến Phát, chúng tôi cam kết cung cấp đầy đủ, đa dạng về quy cách, số lượng thép, chất lượng, chính hãng và uy tín tới khách hàng để đáp ứng yêu câu theo công trình và giúp công trình bạn được thực hiện an toàn và hiệu quả hơn.
Hãy liên hệ đến số hotline của Mạnh Tiến Phát để được tư vấn và giải đáp, nếu bạn còn thắc mắc thép có bị gỉ không? Và có ngay cơ hội nhận 5% chiết khấu khi mua sản phẩm tại cửa hàng.
