Daugelis esame matę surūdijusį dviračio rėmą, vartus ar automobilio kėbulą. Tokie vaizdai dažniausiai kelia ne tik nepasitenkinimą, bet ir signalizuoja apie medžiagos nusidėvėjimą bei silpnėjimą. Nors kai kurie gali įžvelgti savotiško žavesio senų, laiko paveiktų metalo gaminių išvaizdoje, dauguma žmonių nenorėtų kasdien naudotis surūdijusiais įrankiais ar važinėti seniai savo patvarumą praradusiu automobiliu.
Tačiau gaminiai iš nerūdijančio plieno atrodo tarsi visai nebijo rūdžių. Kokia šios medžiagos paslaptis? Rūdys atsiranda dėl cheminės reakcijos, kai geležis kontaktuoja su deguonimi ore ar vandenyje. Susidaro geležies oksidas, o ši korozijos forma palaipsniui silpnina metalą.
Paprastas plienas yra geležies ir anglies lydinys, todėl jis itin jautrus oksidacijai. Būtent dėl to ilgainiui tokios konstrukcijos pradeda irti, praranda stiprumą ir tampa nesaugios. Esminis skirtumas tarp paprasto plieno ir nerūdijančio slypi jo sudėtyje. Nerūdijantis plienas be geležies ir anglies turi dar vieną itin svarbų elementą – chromą.
Būtent chromas sudaro mažiausiai dešimt procentų lydinio, o šis kiekis yra privalomas, kad medžiaga būtų laikoma nerūdijančiu plienu. Chromas atlieka ypatingą funkciją, nes vietoj to, kad deguonis jungtųsi su geležimi, jis reaguoja su chromu ir suformuoja ploną chromo oksido sluoksnį.
Šis sluoksnis veikia kaip nematomas skydas, neleidžiantis deguoniui pasiekti geležies ir sukelti korozijos. Net jei paviršius pažeidžiamas, sluoksnis gali „atsinaujinti“ ir vėl užtikrinti apsaugą.
Šią savybę dar 1913 metais atrado metalurgas Harry Brearley, ieškojęs būdų, kaip apsaugoti šautuvų vamzdžius nuo korozijos. Jo bandymai su chromo lydiniais atskleidė, kad medžiaga išlieka atspari įvairioms korozijos formoms. Greitai jis suprato, jog atradimą galima pritaikyti ir buityje, todėl pristatė vadinamąjį „nerūdijantį plieną“ peilių gamyboje. Vėliau ši medžiaga paplito ir kitose srityse, ypač virtuvės reikmenų gamyboje.
Nerūdijančio plieno savybės ir pritaikymas
Ši medžiaga yra ypatinga ne tik dėl atsparumo rūdims. Ji turi ir kitų elementų, pavyzdžiui, silicio, mangano, nikelio bei molibdeno, kurie pagerina jos stiprumą ir atsparumą įvairioms cheminėms medžiagoms.
Nerūdijantis plienas yra neporėtas, todėl idealiai tinka sąlyčiui su maistu. Jis atsparus rūgštims, lengvai prižiūrimas ir ilgalaikis. Dėl šių savybių iš jo gaminami puodai, keptuvės, dubenys, stalo įrankiai ir daugybė kitų virtuvės reikmenų.
Vis dėlto reikėtų nepamiršti, kad nerūdijantis plienas yra atsparus rūdims, bet ne visiškai jų nepažeidžiamas. Jei chromo kiekis lydinyje yra per mažas arba gaminys ilgai veikiamas chloruoto vandens ar sūraus jūros vandens, paviršius gali susilpnėti.
Taip pat apsauginį sluoksnį pažeidžia mechaniniai įbrėžimai, pavyzdžiui, nuolatinis braižymas įrankiais. Tokiais atvejais ilgainiui gali pasirodyti rudžių žymės.
Ar rūdys pavojingos žmogui?
Nors rūdis dažnai siejame su pavojumi, pačios jos nėra kenksmingos. Patekusios ant odos jos gali palikti oranžines dėmes, kurias lengva nuplauti muilu ir vandeniu. Dažnai žmonės rūdis klaidingai sieja su stabligės rizika, tačiau šią ligą sukelia bakterija, aptinkama dirvožemyje, o ne pačios rūdys.
Net ir prarijus nedidelį kiekį rūdžių iš indų ar įrankių, tikimybė pakenkti sveikatai yra labai maža. Vis dėlto sveikatos specialistai pataria nenaudoti smarkiai surūdijusių įrankių ar indų, nes jie gali būti nehigieniški ir prarasti savo funkcionalumą.
Atrodytų logiška, kad tokia atspari rūdims medžiaga būtų naudojama automobilių gamyboje. Juk daugybė vairuotojų kasmet susiduria su kėbulo korozija, ypač šalyse, kur keliai žiemą barstomi druska. Tačiau čia atsiranda keli svarbūs aspektai.
Nerūdijantis plienas yra gerokai brangesnis nei paprastas, be to, sunkiau apdirbamas ir suvirinamas. Net jei gamintojai galėtų sumažinti jo kainą, automobiliai iš tokio plieno būtų šiek tiek sunkesni. Tai reikštų didesnes kuro sąnaudas ir mažesnį ekonomiškumą.
Automobilių pramonė
Todėl šiandien nerūdijančio plieno automobiliai išlieka retenybė. Nors yra žinomų pavyzdžių, tokių kaip „DeLorean“ ar naujasis „Cybertruck“, dauguma gamintojų renkasi pigesnius ir lengvesnius lydinius, o kėbulo ilgaamžiškumą sprendžia naudojant dažus, cinkavimą ir kitus apsauginius metodus.
Nerūdijantis plienas yra vienas svarbiausių atradimų šiuolaikinėje metalurgijoje. Jo unikali savybė, leidžianti susiformuoti apsauginiam chromo oksido sluoksniui, užtikrina ilgaamžiškumą ir atsparumą rūdims.
Tai medžiaga, kuri palengvino mūsų kasdienybę, pradedant virtuvės reikmenimis ir baigiant pramoninėmis konstrukcijomis. Nors jis netinka visoms sritims, pavyzdžiui, automobilių gamybai, jo pritaikymas buityje ir pramonėje rodo, kad atrasta formulė tarp patvarumo, higieniškumo ir estetikos.
