Tại sao thép không gỉ có thể “chống gỉ” trước tác động của môi trường?

Tại sao thép không gỉ có thể “chống gỉ” trước tác động của môi trường? Hoàng Minh
Sự kết hợp tuyệt vời giữa những thành phần kim loại đã tạo nên hợp kim chắc chắn và có thể chống gỉ tuyệt vời như thép không gỉ? Vậy đâu là bí mật đằng sau sự kết hợp đó?
 

Tại sao thép không gỉ có thể “chống gỉ” trước tác động của môi trường?

Bài viết cung cấp cho bạn thông tin hữu ích về cách con người đã khéo léo kết hợp kim loại với nhau ra sao để tạo nên sản phẩm thép không gỉ, phục vụ hàng ngày trong ăn uống, trưng bày, thiết kế.
 
Thép không gỉ sở dĩ đặt tên như vậy vì một lý do rất đơn giản, chúng không bị gỉ sét giống như các loại thép bình thường hay thép non (thép ít carbon). Nói cách khác, chúng có khả năng chống gỉ sét trước những tác động của môi trường.
 
Nhưng câu hỏi là làm thế nào những loại thép này không bị gỉ sét? Trước hết chúng ta cần hiểu khái niệm về gỉ sét.
 
Gỉ sét là gì?
 
Gỉ sét chính là hiện tượng sắt bị ăn mòn do tác động của điều kiện thời tiết hay các nguyên nhân khách quan. Gỉ sét sẽ tạo ra lớp màu đỏ, gồ ghề bên ngoài lõi sắt. Gỉ sét được hiểu là quá trình oxy hóa của kim loại. Khi sắt tiếp xúc với O2 trong không khí, lớp oxit kim loại và hydroxit bắt đầu hình thành. Đặc biệt ở điều kiện môi trường ẩm ướt, kim loại mà cụ thể là sắt dễ dàng bị ăn mòn. Kết quả sau khi sắt bị oxy hóa sẽ trở thành sắt oxit và lớp gỉ sét.
 
Sự ăn mòn sắt là phản ứng điện hóa, vì vậy các lớp gỉ đầu tiên chỉ là các lớp nguyên tử mỏng. Nhưng nếu như quá trình này kéo dài, chúng sẽ tạo ra lớp gỉ sét dày và có thể dễ dàng nhận thấy.
 
Gỉ sét khiến cho sắt mất đi độ cứng, độ bền vốn có. Do đó đồ vật bị gỉ sét thường mất đi kha khá khối lượng, dễ bị hỏng khi rơi vỡ. Tổn thất hàng năm do gỉ sét có thể lên tới hàng tỷ đô la do đó nếu không ngăn chặn điều này, con người có thể lãng phí một lượng lớn tài nguyên và tốn thời gian, công sức.
 
Thép là gì?
 
Hai hay nhiều kim loại và phi kim loại có thể trộn lẫn, kết hợp với nhau để tạo thành một hỗn hợp có đủ sức mạnh, độ bền lớn hơn. Quá trình pha trộn để tăng cường tính chất cho kim loại tạo ra một thứ gọi là hợp kim.
 
Và thép là loại hợp kim như vậy. Đó là lý do bạn khó có thể tìm thấy thép trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học.
 
Sắt là 1 trong những kim loại dồi dào nhất trên Trái Đất nhưng chúng hay ở dạng tinh khiết và có cấu trúc rất yếu. Các nguyên tử sắt sắp xếp theo các lớp và chúng dễ bị trượt sang các lớp khác ngay cả với tác động rất nhỏ. Điều này khiến sắt trở nên mềm và nguy hiểm nếu sử dụng cho xây dựng.
 
 
thep-khong-gi_r1_c1-11
 
Vì vậy, con người đã nghĩ ra cách kết hợp sắt với cacbon để tạo ra hợp kim thép. Hợp kim nhờ có cấu trúc liên kết chặt chẽ giữa  nguyên tử carbon nên rất bền chắc. Kể từ đấy tới nay, thép đã trở thành vật liệu xây dựng được phổ biến trên toàn cầu.
 
Carbon có thể làm cho thép cứng và chắc hơn nhôm, khiến nó khó có thể bị rạn nứt. Tuy nhiên chúng vẫn có một nhược điểm không thể bàn cãi, đó là khả năng chống ăn mòn kém. Nói một cách khác, thép có thể bị ăn mòn nhanh chóng nếu như phải tiếp xúc với môi trường có độ ẩm cao. Lúc này, chúng ta sẽ cần phải kết hợp giữa thép và một nguyên tố có khả năng ngăn phản ứng oxy hóa. Và crom chính là một sự lựa chọn tuyệt vời để ngăn sự ăn mòn vì nó giống như "tấm giáp" ngăn oxy tiếp xúc với lớp sắt bên trong.
 
Vậy thép không gỉ là gì?
 
Thép không gỉ hay là inox, không chỉ là là hợp kim sắt, carbon & crom. Nó chứa cả các kim loại khác như mangan (Mn), 1ít nickel (Ni) và molypden (Mo) có khả năng chống gỉ. Mặc dù là kim loại nhưng ngay cả khi bị ăn mòn trước lớp sắt trong cùng, kim loại trên cũng ít gây hại cho con người.
 
Khi được bao bọc bởi nhôm, lớp oxit nhôm sẽ có tác dụng bảo vệ lớp sắt trong cùng, tránh tiếp xúc với oxy, gây ra tình trạng oxi hóa. Điều này cũng đúng với cả lớp crom bảo vệ bên ngoài. Vì vậy mà, thép không gỉ ít bị biến màu và ăn mòn.
 
Trong ngành luyện kim, thép không gỉ được hiểu là dạng hợp kim sắt chứa tối thiểu 10,5% crom. Chúng phản ứng với oxy và tạo nên lớp mỏng nhưng khá cứng (crom oxit), bảo vệ lớp thép bên trong. Lớp bảo vệ có thể mỏng tới nỗi không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Vì vậy bề mặt thép không gỉ vẫn sáng bóng dù đang hàng ngày phải chịu tác động của phân tử oxy trong không khí.
 
Tuy thép không gỉ không có độ cứng tốt như những loại thép xây dựng nhưng nó có tính năng quan trọng mà các loại thép khác không có.
 
Thép không gỉ đa số được ứng dụng để chế tạo vật dụng, dụng cụ phải tiếp xúc với nước, ví dụ dao cạo, dây đeo đồng hồ… Bên cạnh đó, đặc tính của của crom là khả năng đánh bóng & dễ làm sạch nên sẽ góp phần tăng tính thẩm mỹ cho đồ vật.
Cập nhật lần cuối: 30/08/2018 04:42:23 CH