چرا فولاد ضدزنگ، زنگ نمی‌زند؟

امروز علاوه بر کربن، آهن و کروم، عناصر دیگری مانند نیکل، نیوبیوم و تیتانیوم نیز در فولاد ضدزنگ وجود دارد. این عناصر مقاومت فولاد را در برابر زنگ‌زدگی و هر نوع خوردگی افزایش می‌دهند. اگر در فولادی که از آن در ساخت ابزارهای مختلف استفاده می‌شود، حداقل 12 درصد کروم وجود داشته باشد، این ماده ضدزنگ خواهد بود.

کروم موجود در فولاد با اکسیژن موجود در هوای اطراف ترکیب شده و یک لایه بسیار نازک و نامرئی از اکسید کروم را در سطح این فلز به وجود می‌آورد که سطحی غیرفعال و واکنش‌ناپذیر است. از آنجا که ابعاد اتم‌های کروم و اکسید کروم یکسان است، این اتم‌ها در سطح این فلز در مجاورت هم قرار می‌گیرند و پوشش پایداری را در سطح این اتم ایجاد می‌کنند که ضخامت آن تنها به اندازه چند اتم است.

اگر در سطح این فلز هر گونه شکاف یا خراشی ایجاد شود و به عبارتی دیگر سطح غیرفعال ایجاد شده روی این فلز به هر‌علتی آسیب ببیند، بلافاصله تعدادی اتم‌های اکسید کروم در محل آسیب دیده مستقر خواهند شد تا از قرار گرفتن بخش آسیب‌دیده در معرض هوا جلوگیری کنند و به این ترتیب از زنگ‌زدگی فولاد ممانعت به عمل خواهد آمد.

اما جالب است بدانید که اتم‌های آهن بسیار کوچک‌تر از اکسید‌آهن هستند و از آنجا که مولکول‌های اکسید آهن به شیوه نامنظمی در کنار اتم‌های آهن قرار می‌گیرند، لایه‌ای از اکسید آهن که در سطح این فلز ایجاد می‌شود، نمی‌تواند همانند لایه اکسیدکروم از زنگ‌زدگی جلوگیری کند. برای این که سطح غیرفعال ایجاد شده در سطح فولاد بتواند ویژگی خود را حفظ کند به اکسیژن نیاز دارد و به همین دلیل گفته می‌شود اجسامی که از جنس فولاد ضدزنگ هستند در محیط‌هایی که میزان اکسیژن آن کافی نباشد در مقابل خوردکی و فرسایش از مقاومت کمتری برخوردار هستند.

در آب دریا، کلر موجود در نمک آب دریا سطح غیرفعال ایجاد شده در جسمی که از فولاد ضدزنگ ساخته شده است را هدف قرار داده و آن را از بین می‌برد و به همین دلیل پیش از آن که اتم‌های کروم موجود در این سطح بتوانند با استفاده از اکسیژن موجود در محیط ویژگی از دست رفته خود را به دست آورند، اتم‌های دیگر در معرض پدیده زنگ‌زدگی قرار خواهند گرفت.

اگر بتوانیم از طریق فرآیند اثرناپذیری اتم‌های آزاد آهن را از سطح فولاد حذف می‌کنیم، می‌توانیم مقاومت این فلز را در برابر خوردگی یا به اصطلاح همان زنگ‌زدگی به میزان قابل توجهی افزایش دهیم برای انجام این کار، فولاد را در یک محلول اکسیدان غوطه‌ور می‌سازند و به این ترتیب با حذف لایه آهنی موجود در سطح، از تغییر رنگ سطح فولاد به دلیل قرار گرفتن در مجاورت اکسیژن هوا جلوگیری خواهد شد.