Ржаветь это: РЖАВЕТЬ | это… Что такое РЖАВЕТЬ?

Почему ржавеет гвоздь? | Наука и жизнь

Ржавый гвоздь, ржавый мост, ржавый забор, ржавый корабль. Почему всё железное ржавеет и что же такое ржавчина?

Алюминиевая руда — боксит — состоит из гидроксидов алюминия, оксидов железа и кремния. Внешне она совершенно не похожа на алюминий

Фото Натальи Домриной.

Коррозия в сочетании с ошибками в конструкции привели к разрушению моста через реку Миссисипи в штате Миннесота (США) в августе 2007 года.

Даже к такому простому делу, как мытьё раковины, надо подходить с умом. Обширная питтинговая и язвенная коррозия кухонной мойки из нержавеющей стали вызвана неправильным подбором чистящих средств, которые содержат соединения хлора.

Коррозионное растрескивание нижней части корпуса стало причиной крушения самолёта «Боинг-737» компании «Элоу Эйрлайн» в апреле 1988 года.

Открыть в полном размере

Давайте вспомним, откуда берётся железо или, например, алюминий. Правильно, их выплавляют из руды — железной, марганцевой, магниевой, алюминиевой и др. Металлы в рудах содержатся в основном в виде оксидов, гидроксидов, карбонатов, сульфидов, то есть в виде химических соединений с кислородом, водой, серой и пр.


В природе в металлическом, или свободном, состоянии в основном можно встретить лишь золото, платину, иногда серебро. Эти металлы устойчивы, то есть не стремятся (или слабо стремятся) образовывать химические соединения. Наверное, по этой причине они получили название благородных.


Что же до подавляющего большинства металлов, то, чтобы они находились в свободном состоянии, их надо восстановить из природных рудных соединений, то есть выплавить. Выходит, выплавляя металл, мы переводим его из устойчивого состояния в неустойчивое. Вот он и стремится вернуться в исходное состояние — окислиться. Это и есть коррозия — естественный для металлов процесс разрушения при взаимодействии с окружающей средой. Частный случай коррозии — ржавление — образование на железе гидроксида железа Fe(ОН)3. Этот процесс может протекать только в присутствии влаги (воды или водяных паров).


Но почему же тогда не рушатся в одночасье мосты, не рассыпаются мгновенно самолёты и автомобили? Да и кастрюльки со сковородками не превращаются на наших глазах в рыжий, чёрный или серый порошок. К счастью, реакции окисления металлов протекают не столь стремительно. Как и любой процесс, они идут с определённой скоростью, порою очень небольшой. Более того, есть много способов замедлить коррозию.


Плечо друга


Вы замечали, что на нержавеющей стали не бывает ржавчины, хотя её основу составляет то же самое железо, которое при окислении (в присутствии воды или водяного пара) превращается в рыжий мохнатый гидроксид. Тут есть одна хитрость: нержавеющая сталь — это сплав железа с другими металлами. Введение в металлические сплавы элементов для придания им тех или иных свойств называется легированием.


Основной легирующий элемент, который добавляют к обычной (углеродистой) стали, чтобы получить нержавеющую, — хром. Этот металл тоже стремится окислиться, что он с успехом и делает гораздо охотнее и быстрее, чем само железо. При этом на поверхности нержавеющей стали быстро образуется плёнка из оксида хрома. В отличие от рыхлой ржавчины компактный тёмный оксид хрома не даёт агрессивным ионам окружающей среды проникать к поверхности металла, то есть оксид попросту прикрывает собой металл, и процесс коррозии прекращается. Такие оксидные плёнки называются защитными. В нержавеющих сталях хрома должно быть строго определённое количество, но не менее 13%. Кроме хрома в нержавеющие стали часто добавляют никель, молибден, ниобий и титан.


Благодаря защитным плёнкам многие металлы неплохо выдерживают воздействие различных сред. Возьмём, к примеру, алюминиевую кастрюльку, в какой кипятят молоко или варят манную кашу. Обычно такая кастрюлька не блестит, подобно хрому или нержавеющей стали, и имеет слегка белёсый цвет. Дело в том, что на алюминии, как и на других металлах, на воздухе всегда образуется белёсая оксидная плёнка (оксид алюминия), которая отлично защищает металл от коррозии. Такие плёнки называются пассивными, а металлы, на которых они самопроизвольно образуются, — пассивирующимися. Если же алюминиевую кастрюльку почистить металлической щёткой, налёт исчезнет и появится металлический блеск. Но очень быстро поверхность вновь покроется плёнкой оксида алюминия и станет белёсой.


Укрощение активных


Перевести металл в пассивное состояние можно принудительным образом. Например, железо помимо незащитных гидроксида железа или же низших оксидов (закиси и закиси-окиси) при определённых условиях образует высший оксид — окись железа (Fe2О3). Этот оксид неплохо защищает металл и его сплавы при высоких температурах на воздухе, он же (одна из его форм) «ответственен», как считают специалисты, за пассивное состояние железных сплавов во многих водных средах.


Устойчивость нержавеющей стали в крепкой серной кислоте связана именно с пассивированием стали в этой весьма агрессивной среде. Если же поместить нержавейку в слабый раствор серной кислоты, сталь начнёт корродировать. Парадокс объясняется просто: крепкая серная кислота обладает сильными окислительными свойствами, благодаря чему на поверхности нержавеющей стали образуется пассивирующая плёнка, а в слабой кислоте не образуется.


В случаях, когда агрессивная среда недостаточно «окислительная», используют специальные химические добавки, помогающие образованию на поверхности металла пассивной плёнки. Такие добавки называют ингибиторами или замедлителями коррозии.


Не все металлы способны образовывать пассивные плёнки, даже принудительно. В этом случае добавление в агрессивную среду ингибитора, напротив, удерживает металл в «восстановительных» условиях, в которых его окисление подавляется (оно энергетически невыгодно).


Жертвоприношение


Искусственно поддерживать металл в «восстановительных» условиях можно и иным способом, ведь не всегда есть возможность добавить ингибитор. Возьмём, к примеру, обычное оцинкованное ведро. Оно сделано из углеродистой стали, а сверху покрыто слоем цинка. Цинк — более активный металл, чем железо, значит, он охотнее вступает в химические реакции. Поэтому цинк не просто механически изолирует стальное ведро от окружающей среды, но и «принимает огонь на себя», то есть корродирует вместо железа.


Похожим способом нередко защищают днища кораблей. Только их не покрывают сплошным слоем цинка, марганца или алюминия — это было бы очень дорого да и сложно, а прикрепляют к днищу солидный кусок более активного металла (протектора). В итоге протектор разрушается, а днище корабля остаётся целым и невредимым.


Для подземных коммуникаций «восстановительные» условия создают с помощью электрохимической защиты: накладывают на защищаемый металл отрицательный (катодный) потенциал от внешнего источника тока, так что на металле прекращается процесс окисления.


Однако зачем нужно столько разных сложных способов защиты металлов? Разве нельзя просто покрасить металл или нанести на него эмаль?


Во-первых, всё покрасить невозможно. А во-вторых… Возьмём для примера эмалированную кастрюлю или автомобиль. Если кастрюля, вырвавшись из рук, с грохотом упадёт на пол и отшибёт себе эмалированный бочок, то под отколовшейся эмалью будет зиять «чёрный глаз», края которого постепенно окрасятся в предательский рыжий цвет — скол покроется ржавчиной. Не лучшая судьба ждёт и автомобиль, если вдруг в его лаковом боку (а чаще на стыке с днищем) образуется небольшая дырочка в слое лака. Этот канал поступления к корпусу агрессивных агентов — воды, кислорода воздуха, сернистых соединений, соли — немедленно заработает, и корпус начнёт ржаветь. Вот и приходится владельцам автомобилей делать дополнительную антикоррозионную обработку.


Невидимый злодей


Так, может, проблема коррозии металлов решена? Увы, не всё так просто. Любые коррозиестойкие сплавы устойчивы только в определённых средах и условиях, для которых они разработаны. Например, большинство нержавеющих сталей отлично выдерживают кислоты, щёлочи и очень «не любят» хлориды, в которых они часто подвергаются местным видам коррозии — язвенной, точечной и межкристаллитной. Это очень коварные коррозионные разрушения. Конструкция из красивого, блестящего металла без намёка на ржавление может однажды рухнуть или рассыпаться. Всё дело в мельчайших точечных, но очень глубоких поражениях. Или же в микротрещинах, не видимых глазом на поверхности, но пронизывающих буквально всю толщу металла. Не менее опасно для многих сплавов, не подверженных общей коррозии, так называемое коррозионное растрескивание, когда внезапно конструкцию пронизывает огромная трещина. Такое случается с металлами, испытывающими длительные механические нагрузки — в самолётах и вертолётах, в различных механизмах и строительных конструкциях.


Крушение поездов, падение самолётов, разрушение мостов, выбросы газа и разливы нефти из трубопроводов — причиной подобных катастроф нередко становится коррозия. Чтобы её укротить, предстоит ещё много узнать о сложнейших природных процессах, происходящих вокруг нас.

Почему ножи ржавеют и как с этим справиться?

Большинство из нас знает, что ржавчина — это красновато-коричневое хлопьевидное покрытие на металле, и не думает о нем больше ничего. Однако ржавчина — это термин, обычно используемый для обозначения коррозии и окисления железа и его сплавов, таких как сталь.

Технически ржавчина представляет собой оксид гидратированного железа (III), также известный как оксид железа (Fe2O3), так как он вызывается, когда железо вступает в реакцию с кислородом и водой — эта реакция известна как окисление.

Если кусок железа остается достаточно долго, под воздействием воды и кислорода, его ржавчина неизбежна — это может занять дни, недели, месяцы или даже годы в зависимости от интенсивности воздействия, однако он будет ржаветь, если его никоим образом не защитить.

Ржавчина повсеместна, так как железо легко вступает в реакцию с кислородом. Так что уважаемые ножеманы, запоминаем самое главное — даже самый суровый клинок с самым высоким содержанием хром все равно заржавеет при длительном нахождении на открытом воздухе. Это только вопрос времени.

Что вызывает ржавчину?

Ну ладно, теперь я знаю, что ржавчина это оксид железа. Но какие условия вызывают коррозию на ноже? Для того, чтобы ваш нож заржавел, требуется три вещи: кислород, железо и вода.

Кислород поступает из атмосферы и присутствует в окружающем нас воздухе. Железо — основной материал стальных клинков. Влага (вода) способствует образованию ржавчины. Это не обязательно должна быть вода как жидкость. Влажного воздуха будет достаточно, чтобы вызвать ржавчину вашего ножа.

Это знание дает нам представление о том, как защитить нож от ржавчины. Если мы сможем предотвратить контакт ножа с этими тремя ингредиентами, ваш нож не заржавеет!

Почему некоторые стали ржавеют легче, чем другие?

Большинство видов ножевой стали можно классифицировать как нержавеющую или углеродистую сталь. Как следует из названия, углеродистая сталь — это сталь с высоким содержанием углерода. Многие стали могут содержать различные металлические сплавы. Однако, именно процент углерода, входящий в состав, играет здесь главную роль.

     

Обычно клинки из углеродистой стали содержат от 0,5% до 1,5% углерода. Это делает клинок очень послушным в процессе обработки и заточки. Таким образом, углеродистая сталь является любимой для специалистов, так как обеспечивает хорошо контролируемый рез.

Однако клинки из углеродистой стали будут подвержены коррозии, если вы не позаботитесь об этом! Они будут легко ржаветь во влажной и кислой среде.

Клинки из нержавеющей стали содержат хром, который обычно составляет от 12,5% до 13,5% лезвия. Это создает сильный оксидный слой на поверхности лезвия, который предотвращает дальнейшее окисление стали. В результате коррозия клинка замедляется, поэтому сталь называется «нержавеющая». В силу чего ножи из нержавеющей стали являются хорошим выбором для работы в агрессивных средах, таких как соленая морская вода.

     

Просто помните, что обозначение stainLESS не означает «супер защита от ржавчины». Клинки из нержавеющей стали также будут ржаветь, если вы не будете поддерживать их в надлежащем состоянии, просто процесс ржавления займет больше времени, чем в случае с углеродистой сталью.

Существуют и другие материалы для клинков, например, такие как титан или керамика. Они не содержат железа, и поэтому они не будут ржаветь, и ваш нож будет полностью коррозионностойким.

Еще один фактор, который следует учитывать — покрытие лезвия. Некоторые лезвия имеют специальные покрытия, которые делают их более прочными и коррозионностойкими.

Например, некоторые ножи поставляются с покрытием из титана или окиси алюминия, которое предотвращает ржавчину внутреннего стального лезвия.

Чем плоха ржавчина?

Ржавчина сама по себе не опасна, и ты не умрешь, если съешь что-нибудь порезанное ржавым ножом. Однако, длительное воздействие ржавчины на клинок может разрушить его структуру, что приведет к затуплению, выкрашиваю режущей кромки. Или сам клинок может сломаться вовсе.

Ну а чтобы удалить ржавчину с ножа (если такая неприятность все-таки случилась) есть проверенные дедовские способы: химические растворители и смазки, питьевая сода, уксус, лимонная кислота и добрая старая наждачная бумага.

Язык программирования Rust

Язык, позволяющий каждому

создавать надежное и эффективное программное обеспечение.

Почему ржавчина?

Производительность

Rust невероятно быстр и эффективно использует память: без времени выполнения или
сборщик мусора, он может поддерживать критически важные для производительности службы, работать на
встроенные устройства и легко интегрируются с другими языками.

Надежность

Богатая система типов Rust и модель владения гарантируют безопасность памяти.
и потокобезопасность, что позволяет исключить многие классы
ошибки во время компиляции.

Производительность

У Rust отличная документация, удобный компилятор с полезными ошибками.
сообщения и первоклассный инструментарий — встроенный менеджер пакетов
и инструмент создания, интеллектуальная поддержка нескольких редакторов с автозаполнением и
проверка типов, автоформатер и многое другое.

Собрать на Rust

В 2018 году сообщество Rust решило улучшить опыт программирования.
для нескольких отдельных доменов (см.
дорожная карта). Для них вы можете найти множество высококачественных ящиков и несколько
отличные руководства о том, как начать.

Командная строка

Быстро создайте инструмент командной строки с надежной экосистемой Rust.
Rust помогает вам уверенно поддерживать ваше приложение и с легкостью распространять его.

Строительные инструменты

Веб-сборка

Используйте Rust, чтобы ускорить свой JavaScript, по одному модулю за раз.
Опубликуйте в npm, свяжите с webpack, и вперед к гонкам.

Написание веб-приложений

Сеть

Предсказуемая производительность. Крошечный ресурсный след. Непревзойденная надежность.
Rust отлично подходит для сетевых сервисов.

Работа на серверах

Встроенный

Ориентация на устройства с низким уровнем ресурсов?
Нужен низкоуровневый контроль без отказа от высокоуровневых удобств?
Вас покрыла ржавчина.

Начиная со встроенной

Ржавчина в производстве

Сотни компаний по всему миру используют Rust в производстве
сегодня для быстрых, малоресурсных, кросс-платформенных решений. Программное обеспечение, которое вы знаете
и любовь, как Firefox,
Дропбокс,
и Cloudflare,
использует Руст. От стартапов к крупным
корпорациям, от встроенных устройств до масштабируемых веб-сервисов, Rust отлично подходит.

Мой самый большой комплимент Rust в том, что он скучный, и это потрясающий комплимент.

– Крис Дикинсон, инженер npm, Inc


Вся документация, инструменты, сообщество великолепны — у вас есть все инструменты для успешного написания кода на Rust.

– Антонио Верарди, инженер по инфраструктуре

Узнать больше

Принять участие

Читайте Rust

Мы любим документацию! Ознакомьтесь с книгами, доступными в Интернете, а также с ключевыми сообщениями в блогах и руководствами пользователя.

Прочитать книгу

Смотреть Rust

У сообщества Rust есть специальный канал на YouTube, на котором собрано огромное количество презентаций и
учебники.

Смотреть видео

Введите код

Rust — это действительно работа сообщества, и мы приветствуем вклад как любителей, так и производственных пользователей, от
новички и опытные профессионалы. Приходите помочь нам сделать Rust еще лучше!

Читать руководство по вкладу

Спасибо

Rust не существовал бы без щедрого вклада времени, труда и ресурсов отдельных лиц и компаний. Мы очень благодарны за поддержку!

Частные лица

Rust — это общественный проект, и мы очень благодарны сообществу за вклад, который он получает.

См. отдельных авторов

Изучение Rust — Язык программирования Rust

Изучение Rust — Язык программирования Rust

Начало работы с Rust

Ласково прозванный «книгой», Язык программирования Rust даст вам обзор языка с первых принципов. По пути вы создадите несколько проектов, и к концу у вас будет твердое понимание языка.

Прочтите книгу!

Кроме того, Rustlings проведет вас через загрузку и настройку цепочки инструментов Rust и научит вас основам чтения и написания синтаксиса Rust в командной строке. Это альтернатива Rust by Example, которая работает с вашей собственной средой.

Пройди курс Шорохов!

Если чтение нескольких сотен страниц о языке не является вашим стилем, тогда Rust By Example поможет вам. В то время как в книге о коде говорится много слов, RBE демонстрирует кучу кода и сводит разговоры к минимуму. Он также включает упражнения!

Попробуйте Rust на примере!

Документация

Прочтите основную документацию

Вся эта документация также доступна локально с помощью rustup doc , которая откроет вам эти ресурсы в вашем браузере без подключения к сети!

Грузовая книжка

Книга о менеджере пакетов и системе сборки Rust.

Книга rustdoc

Узнайте, как сделать потрясающую документацию для вашего ящика.

rustc Книга

Ознакомьтесь с регуляторами, доступными в компиляторе Rust.

Индекс ошибок компилятора

Подробные объяснения ошибок, которые вы можете увидеть в компиляторе Rust.


Развивайте свои навыки в предметной области

Книга командной строки

Узнайте, как создавать эффективные приложения командной строки на Rust.

Книга WebAssembly

Используйте Rust для создания собственных библиотек через WebAssembly.

Встроенная книга

Станьте опытным пользователем Rust для микроконтроллеров и других встраиваемых систем.

Мастер Ржавчины

Интересуетесь самыми темными уголками языка? Здесь вы можете ознакомиться с мельчайшими подробностями:

Справочник не является официальной спецификацией, но он более подробный и всеобъемлющий, чем книга.

Back to top