生锈有多可怕?据统计,全球每年仅因为“生锈”就损失了价值4亿美元的钢铁,这还不包括由于生锈造成的桥梁和房屋坍塌等事故造成的损失。此外,如果用于制造盛放食品器具的材料生锈,食品肯定会受到污染。正因如此,高颜值、低成本、不生锈的不锈钢,诞生百余年来一直深受人们喜爱。美国圣路易斯市地标建筑——圣路易斯拱门,就是不锈钢打造的。然而,你八成也发现过,身边有很多号称是“不锈钢”的器具居然也会生锈!
难道这些不锈钢是假的?还是说,不锈钢并没有“不破金身”呢?为了弄清这个问题,我们首先得明白不锈钢防锈的机理。大家都知道,铁在空气中可以与氧气发生氧化反应,生成红褐色的三氧化二铁,这个氧化反应的过程,我们叫它“生锈”,学名叫做“腐蚀”。不锈钢与普通铁器的主要成分都是铁,但其中还含有至少10.5%的铬元素。在空气中暴露时,铬元素比铁元素更容易与氧气反应,生成一层薄薄的、致密的氧化膜。
不要小看这层氧化膜的作用,一方面它很薄,不影响不锈钢的颜值,使得不锈钢表面仍然锃光发亮;另一方面,由于它很致密,所以可以有效地阻隔空气中的氧气,使其无法与铁反应,这就是不锈钢难以生锈的秘诀。说到这里,大家一定明白了,不锈钢生锈的原因一定是这层致密的表面氧化膜被破坏了!那么在什么条件下这层氧化膜会被破坏呢?比较常见的情况有两种。首先是高温。
在较高的温度下,大多数反应都会加速进行;一些本来难以发生的反应也变得蠢蠢欲动。在高温下,铬元素氧化物不再老老实实地均匀附着在表面,不锈钢暴露的部位就会与氧气发生反应而遭到腐蚀。另一种是在酸溶液或酸性气氛下,不锈钢表面形成的致密氧化膜会在酸中发生溶解,失去了“保护伞”的不锈钢自然也就难以抵挡与氧的结合而生锈了。不锈钢还有个很独特的腐蚀现象——“点蚀”。
不锈钢表面一个点遭受到腐蚀,并不影响别处的氧化膜,但这个点就再也没机会形成氧化膜,而且堆积的腐蚀产物还会加速腐蚀的进行。因此,腐蚀区域的扩展不是沿着表面的,而是朝着不锈钢深处“钻孔”,这就使得腐蚀一旦开始就停不下来,不仅隐蔽而且危害严重。因此,要做到不锈钢的防腐蚀,必须从根源杜绝腐蚀现象的发生,避免其长时间暴露在高温、酸性条件下。