O aço resistente à corrosão atmosférica (ou seja, aço patinável) refere-se a um aço de baixa liga com boa resistência à corrosão atmosférica, feito pela adição de uma certa quantidade de Cu, P, C ou Ni, Mo, Nb, Ti e outros elementos de liga ao aço. Em ambientes atmosféricos industriais e rurais, o aço patinável tem excelente resistência à corrosão atmosférica devido à formação de um filme protetor de óxido denso e estável em sua superfície de substrato, que impede a entrada de meios corrosivos. No entanto, a estrutura da camada de ferrugem formada pela corrosão na superfície do substrato de aço carbono comum é solta e possui microfissuras, o que não pode realmente proteger o aço do substrato.
Mecanismo de resistência à corrosão
Do ponto de vista da influência dos produtos de corrosão no processo de corrosão, a corrosão atmosférica do aço é um processo no qual o oxigênio no ar sofre reações eletroquímicas através da camada de ferrugem na presença de um filme de água. A camada de ferrugem é composta por uma camada externa de ferrugem solta e uma camada interna de ferrugem densa, e os elementos de liga no aço atuam principalmente através da influência da camada interna de ferrugem. Nos produtos de corrosão do aço patinável, podem ser observadas camadas internas de ferrugem densas de Cu, P e Cr enriquecidas. A alta resistência à corrosão do aço patinável está relacionada não apenas à alta impedância da camada interna de ferrugem, mas também ao tamanho de grão denso e fino da camada interna de ferrugem e ao enriquecimento de Cu e P. A presença dessa camada interna de ferrugem densa é refletida no comportamento eletroquímico do aço, que é dificultado pelo processo anódico. O processo de melhorar gradualmente sua densidade durante o processo de corrosão ilustra precisamente a característica de maior tempo e resistência à corrosão mais forte.
Corrosão atmosférica
De uma perspectiva global, os principais componentes da atmosfera permanecem amplamente inalterados. Através de medições experimentais, a composição do ar por volume é de aproximadamente 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0,94% de gases raros, 0,03% de dióxido de carbono e 0,03% de outros gases e impurezas. Devido à localização natural, clima e poluição ambiental humana, a composição da atmosfera tornou-se complexa e diversificada, com alguns componentes nocivos mostrando uma tendência de aumento gradual. Especialmente a chuva ácida global causada por dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio no ar exacerba a corrosão de materiais de aço, apesar da ausência de dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio naturalmente ocorrentes. No entanto, a grande maioria desses poluentes atmosféricos básicos é gerada por atividades humanas. Uma vez que os poluentes de dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio emitidos pelos humanos entram na atmosfera, eles podem ser convertidos em poluentes secundários, como ácido nítrico e ácido sulfúrico, que são facilmente solúveis em água e formam gotículas de água ácida que retornam ao solo para formar chuva ácida, neve ácida, etc.
Diferentes tipos de impurezas na atmosfera têm efeitos variados na taxa de corrosão do aço. O impacto do dióxido de enxofre na atmosfera industrial e das partículas de sal na atmosfera oceânica na taxa de corrosão do aço é o maior, e a taxa de corrosão do aço é muito baixa em ambiente atmosférico rural puro. A corrosão atmosférica do aço é um sistema complexo e, além da poluição ambiental humana, a taxa de corrosão também está relacionada à velocidade e direção do vento, temperatura e precipitação, período de orvalho, radiação solar, mudanças sazonais e até mesmo poeira natural na atmosfera. Mesmo sob as mesmas condições externas, a taxa de corrosão na parte de trás do aço é significativamente maior do que no lado ensolarado devido ao acúmulo de água da chuva.
Uso
O aço patinável tem sido amplamente utilizado em estruturas de aço, como edifícios, veículos, pontes e torres, devido à sua excelente resistência à corrosão. Existem três principais formas de usar o aço patinável: uso exposto, uso com revestimento e uso após tratamento de estabilização da ferrugem.
(1) Uso exposto
O uso mais comum do aço patinável é exposto. Após 3 a 10 anos de uso, a camada de ferrugem na superfície do aço patinável gradualmente se estabiliza, o desenvolvimento da corrosão desacelera e a aparência adquire uma bela cor de chocolate.
Devido à influência de fatores como a composição química do aço, ambiente de uso, retenção de água e acúmulo de poeira em detalhes estruturais e desgaste mecânico, o processo de estabilização da camada de ferrugem no aço patinável é afetado. Portanto, se usado de forma inadequada e as condições de formação da camada de ferrugem estável forem interrompidas, o aço patinável também sofrerá corrosão severa.
(2) Aplicação de pintura
Em muitos departamentos, como construção, pontes e veículos, o aço patinável, assim como o aço comum, é usado principalmente para revestimento. Comparado com o aço comum, o aço patinável revestido exibe resistência à corrosão extremamente superior. No entanto, devido ao aumento dos custos de uso e procedimentos operacionais, é difícil usar amplamente a pintura em grandes componentes.
(3) Usado após tratamento de estabilização
No início, um tratamento é aplicado à superfície do componente para encurtar o processo de formação da camada de ferrugem estabilizada do aço patinável. Isso pode não apenas evitar o fenômeno de líquido de ferrugem amarela pendurado no estágio inicial de uso do aço patinável, prevenir a poluição, mas também formar uma camada de ferrugem estável. Embora o uso exposto seja um método econômico e único de usar o aço patinável, leva um tempo considerável para completar o processo de estabilização da camada de ferrugem no ambiente natural. Antes de formar a camada de ferrugem estabilizada, frequentemente ocorrem líquidos de ferrugem pendurados e poluição voadora do ambiente circundante.
