О коррозионной стойкости инструментальной стали

Железо и сталь подвержены коррозии. Чем больше углерода в стали, тем сильнее она способна корродировать. Поднять коррозионную стойкость стали, то есть сопротивляемость коррозии, можно тремя путями:

1-й путь. Коррозионная стойкость сталей определяется наличием легирующих элементов, способных делать сталь более благородной, то есть расположенных правее железа в ряду электрохимической активности металлов:

таких элементов оказывается совсем не много, а их вклад в повышение коррозионной стойкости не очень велик, поскольку ввести эти элементы в количествах, достаточных для скачка коррозионной стойкости, в состав стали оказывается невозможным или затруднительным. Наличие таких элементов, как Ni, Co, Mo, W, Cu в составе стали указывает на повышенную коррозионную стойкость, однако даже быстрорежущие стали, содержащие большое количество вольфрама и молибдена, не являются коррозионностойкими.

2-й путь. Легирующие элементы в стали, способные образовывать на поверхности стали прочную оксидную пленку. По иронии судьбы эти элементы стоят в ряду электрохимической активности левее железа, то есть более активные. Этими элементами могли бы быть титан, хром, алюминий, кремний, но только хром можно вводить в количествах, при которых сталь станет «нержавеющей», то есть покрытой сплошной пленкой оксида хрома. Оксид хрома чрезвычайно химически стоек и его пленка защищает сталь от воздействия агрессивной среды. Для того, чтобы пленка оксида была сплошной, свободного хрома в стали должно быть более 13%. Свободного – значит способного соединяться с кислородом воздуха и не связанного химически с другими атомами в стали. Максимальная коррозионная стойкость хромистых сталей достигается после закалки, поскольку именно закалка делает хром в стали свободным.

3-й путь. Снижение количества углерода. Поскольку наличие углерода повышает прочность и износостойкость, третий путь редко применяется в инструментальных сталях. Существует лишь несколько марок инструментальных сталей, в которых углерод заменен азотом.
Максимальной же коррозионной стойкостью обладают стали, коррозионная стойкость которых повышена тремя путями, чаще всего в этих сталях очень мало углерода, много хрома и никеля, также содержится некоторое количество титана или молибдена. Это так называемые в просторечье «пищевые нержавейки», применяемые в пищевой и химической промышленности. Однако присутствие никеля в больших количествах делает сталь неспособной принимать закалку. Стали типа 12Х18Н10Т, 12Х23Н18 применяют в ножеделии для изготовления фурнитуры ножей, например, винтов, темлячных трубок.
Стали для режущего лезвийного инструмента обладают меньшей коррозионной стойкостью, поскольку не содержат никеля в значительных количествах и содержат чаще всего много углерода.

По коррозионной стойкости стали, применяемые для изготовления режущего лезвийного инструмента могут быть условно разделены на несколько групп.

Группа-1:
Активно корродирующие или некоррозионностойкие стали. Это стали, не содержащие легирующих элементов (углеродистые), а также легированные и содержащие легирующие элементы в количестве до 20%, однако содержание хрома не превышает 6%. Такие стали требуют тщательного ухода при эксплуатации ножей, возможно консервации при хранении. Коррозия с образованием ржавчины идет на таких сталях в течении минут.
Следует заметить, что многие представители первой группы являются чемпионами по удержанию остроты режущей кромки.

Группа-2:
Условно коррозионностойкие стали, часто не образующие активно ржавчины, однако корродирующие с образованием патины (потемнения). Эти стали можно назвать сталями с повышенным сопротивлением коррозии. Чтобы коррозия проходила с образованием ржавчины, такие стали должны храниться в течении часов или десятков часов во влажной среде.
Это стали, содержащие легирующие элементы в количествах более 10%, причем содержание хрома, как важнейший показатель коррозионной стойкости, колеблется в интервале 6-12%. Ножи из таких сталей требуют протирки после использования.

Группа-3:
Коррозионностойкие стали, не образующие ржавчины, и почти не корродирующие во влажной атмосфере. Эти стали содержат хрома всегда не менее 13%, но и высокое содержание хрома не гарантирует сопротивления коррозии. Максимальное сопротивление коррозии у хромистых инструментальных сталей бывает в состоянии закалки с низким отпуском. Чтобы коррозия правильно термообработанных коррозионностойких сталей проходила с образованием ржавчины, они должны храниться в течении нескольких суток, а иногда и месяцев, во влажной среде в присутствии органических кислот, ферментов, солей, активных окислительных реактивов. Например, возможна точечная коррозия при хранении в сырых ножнах, ведь кожа может содержать как органические вещества, так и минеральные окислители, применяемые для дубления. Несмотря на то, что в просторечье эти стали именуют «нержавеющие стали», это не совсем так: не бывает абсолютно нержавеющих инструментальных сталей!

Термин «нержавеющая» обычно используется в маркетинговых целях. Инструмент из этой группы сталей чаще всего не требует особого ухода, однако из соображений сохранности и инструмента, и зачастую здоровья, не забывайте мыть и насухо протирать ножи после использования. Даже самые коррозионностойкие азотистые стали типа Cronidur-30 обладают скоростью коррозии в десятки раз меньшей, чем у ближайших соседей, но эта скорость коррозии не нулевая.

Буров С.В.