Стойки к окислению в газообразных и многих жидких средах благородные металлы: платина, золото. В кислых окислительных средах, например в азотной кислоте, коррозионностойки хромоникелевые и хромистые нержавеющие стали. Наиболее широко применяется хромоникелевая аустенитная нержавеющая сталь 1X18H10T, содержащая 0,1% С, 18-20% Cr, 9-11% Ni и 0,35-0,8% Ti. Титан или заменяющий его ниобий вводятся для устранения специфического вида разрушения - межкристаллитной коррозии. При указанном содержании никеля сталь имеет аустенитную структуру, обеспечивающую высокую пластичность и способность к технологическим обработкам, в частности к сварке. Однако никель - дорогой и дефицитный легирующий элемент. Поэтому в ряде аустенитных нержавеющих сталей он частично или полностью заменен на марганец. Нержавеющая сталь, содержащая лишь хром, труднее поддаётся технологической обработке, но более прочна. Для изделий, в которых требуется сочетание высокой коррозионной стойкости и прочности, применяют хромистые стали мартенситного класса, содержащие 0,2-0,4% С и 12-14% Cr. Стали с 25%-ным содержанием Cr обладают высокой стойкостью, но непрочны и плохо поддаются технологической обработке.
В концентрированных азотной и серной кислотах стойки железо и низколегированные (содержащие менее 2-3% легирующих элементов) стали. Стойкость сталей в этих условиях определяется их способностью к пассивированию в результате образования на их поверхности тонких, но очень плотных окисных плёнок (см. Пассивирование металлов). Легирование стали хромом увеличивает эту способность. В горячих растворах серной кислоты стойки стали, легированные 25% Cr, 25% Ni, 2-3% Cu, сплавы титана, свинец. В средах, содержащих хлориды, аустенитные нержавеющие стали, а также сплавы алюминия подвергаются язвенной коррозии и особому виду разрушения - коррозии под напряжением (см. Коррозия металлов). Для борьбы с коррозией под напряжением (коррозионным растрескиванием) повышают содержание Ni в сталях до 40% или вводят в них до 1,5% Cu. В хлоридсодержащих средах, в том числе в растворах соляной кислоты, стойки сплавы титана и сплав на никелевой основе, включающий в качестве компонента молибден, - хасталлой.
В природных водах (пресной и морской) при температурах до 100 °С стойки медь и её сплавы (бронза, латунь), а также алюминий и сплавы алюминия.
Среди неметаллических неорганического происхождения можно отметить графит, алюмосиликаты, чистый кремнезём. Кварцевое стекло, в частности, стойко во многих средах и широко применяется для изготовления химической посуды. Для футеровки металлических корпусов аппаратов в производстве минеральных кислот широко применяют различные природные материалы (горные породы андезит, базальт и др.). Стоек во многих водных средах и ряд органических материалов: фторопласты (тефлон), полиэтилен, полистирол и т. д. Однако все они применимы при температурах не свыше 100-200 °С.
Коррозионную стойкость материалов можно повысить, если нанести на них защитные покрытия. Для защиты от атмосферной коррозии широко применяют цинкование, анодирование, алитирование (покрытие алюминием), никелирование, хромирование, эмалирование, а также нанесение органических материалов - лакокрасочных покрытий. Для замедления разрушения материалов в агрессивных средах широко используют ингибиторы коррозии (см. Ингибиторы химические).
Нержавеющие стали, обладающие повышенной стойкостью против питтинговой коррозии, повышенная стойкость обеспечивается регулированием состава сталей по легирующим (Cr, Si, Ni, Mo) и примесным (S, Mn, O, Al) элементам;
при пониженном содержании Mo (<1%) и Ni (10-11%) не уступают по коррозионной стойкости сталям типа Х17Н13М3Т, Х17Н14М3 и др;
перспективны для использования на предприятиях химической, нефтехимической, и др. отраслей промышленности, агрохимического комплекса, а также при производстве коррозионностойкой биметаллической продукции.
Нержавеющие стали, обладающие повышенной стойкостью против межкристаллитной коррозии повышенная коррозионная стойкость обеспечивается регулированием примесного состава (S,P, Si) сталей и их дополнительным модифицированием, в частности, бором;
перспективны для использования в сильноокислительных средах, например, на предприятиях по производству минеральных удобрений и искусственных волокон.
Углеродистые коррозионностойкие стали с регулируемым структурно-фазовым составом повышенная коррозионная стойкость обеспечивается созданием ферритно-перлитной структуры, обладающей повышенными механическими и коррозионными характеристиками;
требуемые характеристики достигаются проведением специальных термических обработок;
перспективны для строительства трубопроводов различных назначений, например, нефтегазопроводов, теплотрасс и др.
Латуни с регулируемым структурно-фазовым составом обладают повышенной стойкостью против структурно-избирательного рстворения;
перспективны для кораблестроения и строительства морских сооружений, а также для гидротехнических сооружений, эксплуатируемых в высокоминерализованных средах.
Карбидизированные стали
повышенные стойкость против коррозии и износостойкость обеспечиваются созданием поверхностно легированного слоя;
разработаны различные способы термодиффузионного хромирования, позволяющие получать поверхностные слои с заданными свойствами;
перспективны для использования в неокислительных высокоагрессвных средах, в том числе, в условиях воздействия абразива;
используются на предприятиях по производству минеральных удобрений России и Украины;
перспективны для использования в качестве коррозионно- и износостойких металлических материалов.
Хромированная лакированная жесть представляет собою жесть из углеродистой стали с нанесенным на её поверхность тонким (примерно 0,05 мкм) слоем хрома (или сплава Fe-Cr), дополнительно покрытым обычным или пищевым лаком;
предназначена для использования в качестве коррозионностойкого тароупаковочного материала для консервной, пищевой и химической промышленности;
способ получения - электрохимический, отличающийся экологической чистотой благодаря использованию безвредных электролитов на основе Cr(III) взамен токсичного раствора Cr(VI).
В зависимости от химического состава коррозионно-стойкие стали делятся на хромистые и хромоникелевые
Хромистые стали
Стали мартенситного класса марок 20X13, 30X13 и 40X13 содержат в среднем около 13% хрома. Это минимальное количество хрома, делающее сталь нержавеющей.
Указанные стали устойчивы против коррозии в атмосфере, слабых растворах органических кислот и солей и других агрессивных средах.
Для повышения механических свойств и коррозионной стойкости стали подвергаются упрочняющей термической обработке. Коррозионная стойкость сталей повышается также после шлифования и полирования.
Чем больше в хромистых сталях углерода, тем больше выделяется карбидов хрома и тем сильнее снижается коррозионная стойкость. С повышением содержания углерода возрастает также хрупкость сталей. С понижением содержания углерода хромистые стали по структурному признаку переходят из мартенситного класса в мартенситно-ферритный (сталь марки 12X13) и даже чисто ферритный (сталь марки 08Х13) классы. Стали марок 08Х13, 12X13 и 20Х13 являются не только коррозионно-стойкими, но и жаропрочными. Они могут использоваться при температурах 500-650 °С в нагруженном состоянии. Недостатком хромистых сталей с 13% хрома является низкая стойкость против коррозионного растрескивания и точечной коррозии в средах, содержащих ионы хлора.
Хромоникелевые стали
Стали марок 20X17Н2 (мартенситного класса) и 14Х17Н2 (мартенситно-ферритного класса) имеют более высокие механические свойства и коррозионную стойкость, чем рассмотренные хромистые стали. Сталь марки 20X17Н2 хорошо штампуется, удовлетворительно обрабатывается резанием, сваривается всеми видами сварки. Удовлетворительные технологические свойства имеет и сталь марки 14X17Н2. Она устойчива по отношению к азотной кислоте, многим органическим кислотам. Сталь не только коррозионно-стойкая, но и жаропрочная и может применяться при температуре до 400 °С.
Низкоуглеродистые ферритные стали
Эти стали имеют высокую коррозионную стойкость, содержат 17-28% хрома (марки 12X17, 08X17Т, 15Х25Т и др.). Они применяются для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (азотной кислоте), в водных растворах аммиака, в аммиачной селитре и других агрессивных средах. Стали применяются в отожжённом состоянии или без термообработки.
Недостатками высокохромистых сталей ферритного класса являются: склонность к росту зерна при нагреве, склонность к охрупчиванию в интервале температур 400-500 °С, трудности в обеспечении свариваемости, склонность к межкристаллитной коррозии, невысокие прочностные свойства.
Для предотвращения межкристаллитной коррозии необходимо уменьшить в стали содержание углерода или ввести в её состав карбидообразующие элементы - титан (в количестве не менее пятикратного по отношению к содержанию углерода) или ниобий (в десятикратном отношении). Таким образом, стали марок 12X17 и 15X28 (без титана) для изготовления сварных конструкций не рекомендуются. И, наоборот, стали марок 08X17Т и 15Х25Т могут использоваться для изготовления сварных конструкций.
Высокохромистые стали ферритного класса марок 08X17Т, 12X17, 15Х25Т и 15X28 используются также в качестве жаростойкого материала, причём у сталей марок 08X17Т, 15Х25Т и 15X28 жаростойкость имеет преимущество по сравнению с коррозионной стойкостью.