Учёные выяснили, почему титан не полностью защищает нержавеющую сталь от коррозии

Нержавеющая сталь устойчива к коррозии, но не абсолютно. В среде с хлорид-ионами, например в морской воде, на ней может возникать питтинговая коррозия — точечные повреждения. Очаги часто зарождаются на микроскопических включениях внутри металла. Эту информацию сообщает сайт Phys.org.

Титан добавляют в сталь, чтобы повысить её стойкость: он превращает легкорастворимый сульфид марганца (MnS) в более стабильные сульфиды, содержащие титан. Однако полностью предотвратить питтинг это не помогает, а электрохимические свойства разных включений оставались неясными.

Исследователи из Университета Тохоку изучили ферритную сталь Fe-16%Cr (тип 430) с контролируемым составом включений. Работа опубликована в журнале npj Materials Degradation. С помощью микроэлектрохимических измерений они сравнили четыре типа включений: MnS, (Mn,Ti)S, TiS₂ и нитрид титана (TiN). MnS растворялся легче всего, за ним следовали (Mn,Ti)S и TiS₂, а TiN не растворялся вовсе.

Потенциал, при котором начинался питтинг, совпал с диапазоном растворения (Mn,Ti)S. Анализ мест зарождения показал: язвы образуются именно на титансодержащих включениях, вокруг которых концентрируются марганец и сера. Значит, небольшие количества (Mn,Ti)S могут служить точками запуска коррозии.

Результаты помогут улучшить состав сульфидных включений и сделать сталь прочнее. В следующих экспериментах учёные планируют изучить влияние кальция, который добавляют вместе с титаном, чтобы ещё больше повысить коррозионную стойкость.