מהי נירוסטה ?

מדוע ישנה חלודה בכיור נירוסטה ? – סדרת מאמרים על נירוסטה .
עריכה : אינג' ב. אילן
מאמר מס' 13 – מהי נירוסטה ?
רבים חושבים שנירוסטה לא מחלידה :אחד המשפטים הנפוצים : " אם זה החליד זה לא נירוסטה " . האם זה נכון ?
מהי נירוסטה בעצם ?
נירוסטה מכונה אצלנו בשם פלדה בלתי מחלידה –פלב"מ . הכינוי הלועזי הוא : Stainless steel , כלומר פלדה שמחלידה פחות . מה יותר נכון ?
כדי לענות על השאלה ננסה להבין מהי נירוסטה וממה מורכבת : רוב המתכות שאנו נתקלים בהם ביום יום בעיקר בענף הבנייה ותעשיית המתכת הם בעצם ברזל גולמי שעבר תהליך עיבוד . הברזל בטבע אינו טהור ונמצא בסלע (עופרת הברזל ) ומופיע בערבוביה (תרכובת) עם זיהומים שונים ויסודות אחרים כמו פחמן גופרית וזרחן . ברזל טהור כמעט שאינו קיים בטבע, שכן הוא נוטה להחליד מהר בחשיפה למים וחמצן . הוא גם מאד רך, וכמעט שלא ניתן להשתמש בו. בתהליך העיבוד ,לאחר שמתיכים את הסלע שבו נמצא הברזל, מתקבל ברזל גולמי אך עדיין לא טהור . ברזל זה מכיל אחוזי פחמן גבוהים יחסית (מעל 4 אחוז ) .
זהו חומר חסר שימוש כמעט לחלוטין כיוון שאחוז הפחמן הגבוה גורם לחומר להיות פריך , כלומר להישבר תחת מאמץ כמו ביסקוויט. כדי לקבל מהברזל את התכונות הרצויות כמו חוזק , משיכות , גמישות , היכולת לכופף ולפתל אותו בלי שישבר , צריך להפחית את כמויות הפחמן בברזל הגולמי . הפחתת הפחמן נעשה באמצעות תהליך חימום מיוחד בתנורים . נמצא שכאשר מפחיתים את כמות הפחמן לסביבות 2 אחוז ומטה , מקבלים חומר מספיק חזק וגמיש ובעל תכונות טובות לשימושים רבים . החומר נקרא פלדה . הפלדה היא החומר הכי שימושי והכי נפוץ בתעשיית המתכת .הבעיה העיקרית של הפלדה היא החלודה – התחמצנות של הברזל בפלדה בנוכחות של חמצן ומים (ראה מאמר מספר 11) .ישנם שיטות שונות ומגוונות להגן על הפלדה מחלודה .אחת השיטות היא תוספת יסודות כימיים כבר בשלב היצור .
נמצא שכאשר מוסיפים לפלדה כרום במינון של לפחות 10.5 אחוז ממשקלה ,הפלדה הופכת עמידה יותר מול תופעת ההחלדה .שימו לב ! לא נאמר בלתי מחלידה אלא עמידה יותר כנגד חלודה .פלדה זו נקראת נירוסטה .
מדוע פלדה זו יותר עמידה להחלדה מאשר פלדה רגילה ? מדוע תוספת הכרום משפרת את ההתנגדות של הפלדה לחלודה ?
בפלדה רגילה החמצן שבאוויר מתחמצן עם הברזל בנוכחות מים . לתחמוצת שנוצרת כל פני הברזל קוראים חלודה . תחמוצת זו חלשה ומתפוררת ובנוסף חושפת את הפלדה להמשך החלדה והתפוררות . לעומת זאת במקרה של נירוסטה החמצן שבאוויר , מסיבות כימיות , "מעדיף" להתחמצן עם הכרום ולא עם הברזל . התוצר של התגובה בין החמצן (שבאוויר) לבין הכרום שבנירוסטה היא שכבת הגנה דקה מאד אך קשיחה ואטומה , בעובי בלתי נראה בעין , פחות מעובי של שערה , המגנה על הנירוסטה ואוטמת אותה בפני חמצן או מים . שכבה זו מעניקה לנירוסטה מראה חלק ומבריק .מה שיפה בכול הסיפור שגם אם נפגע בפני הנירוסטה, נניח נשרוט או נחרוץ אותה , כול עוד פני הנירוסטה יהיו נקיים מזיהום ולכלוך ונאפשר מגע בין האוויר (חמצן ) לבין האזור שנפגע , תיווצר שוב אותה שכבת הגנה אטומה . כלומר הנירוסטה יודעת לשקם את עצמה וליצור שוב את אותה שכבת הגנה , כול עוד השטח ישמר נקי ומאוורר. לשכבת ההגנה האטומה קוראים שכבה פאסיבית כלומר , אדישה לנוכחות חמצן או מים .שכבה זו היא הסיבה שהנירוסטה פחות נוטה להחליד .
אם כך ,מדוע בכול זאת הנירוסטה מחלידה ?
על כך נפרט במאמרים הבאים .