פלדת אל-חלד (Stainless Steel), הידועה בארץ גם בכינוי "נירוסטה", היא כינוי למעשה למשפחה של חומרים, כאשר החומרים נבדלים ביניהם בהרכביהם ובגימורם, אשר בדרך כלל נגזרים משימושיהם הייעודיים.
ראשית, יש להבין מהי פלדה, בכדי לדון בפלדת אל-חלד – פלדה הינה סגסוגת של ברזל (Fe) ופחמן (C), כאשר תכולת הפחמן בברזל משתנה הינה בין 0.2% ל-2.14%, בהתאם לדרגת הניקיון/"זיהום".
פלדה. התמונה לקוחה מויקיפדיה
אחת הבעיות של פלדה היא נטייתה להחליד, קרי – להתחמצן. זאת בנוכחות חמצן (הנמצא באוויר) ובסביבה לחה. על-ידי ייצור סגסוגת זו תוך שימוש בחומרים נוספים, אנו מקטינים מהותית את "נטייתה" להחליד. שימו לב – מקטינים – לא מונעים.
פסל דוב עשוי...נירוסטה. התמונה לקוחה מויקיפדיה.
אם כן- פלדת אל-חלד הינה פלדה אשר כשמה מרמז – אינה מחלידה (או, אם נדייק, פחות נוטה להחליד). אנו מונעים ממנה להחליד, אם הסגסוגת מכילה לפחות כ- 11% (משקלי) של כרום (Cr). באופן כללי, ניתן לאמר שאם בפלדה רגילה, שכבת הפלדה המחומצנת - החלודה – אינה מונעת משאר הפלדה להחליד, הרי שבפלדת אל-חלד, יש די כרום כך שתחמוצת הכרום (בדרך-כלל) הנוצרת על-פני השטח (המהווה שכבת פסיבצייה - "אי-תגובה"), מונעת חמצון נוסף של פני ותוככי החומר. השכבה אגב דקה עד כדי אי-יכולת להבחין בה.
כעיקרון, שימוש בחומר בעל חומציות קלה יכול להוריד כתמי חלודה, אך כל מקרה הוא לגופו. החלודה יכולה לנבוע מהיות פלדת האל-חלד מאיכות ירודה, מאיזור בו יש ריבוי ברזל על-פני השטח (זיהום), מהנחת חפץ המכיל ברזל זמן רב על פלדת האל-חלד (למשל השארת מחבת מברזל יצוק בכיור נירוסטה) או משימוש בסביבה מאוד תוקפנית. יש להבין מהות החלודה בכדי לטפל בה. פרט לכך, אם אכן פלדת האל-חלד החלידה, הרי שבתיאוריה, שפשוף השכבה שהחלידה, ויצירת שכבת פסיבציה חדשה, אמורה לפתור הסוגיה.
המצאת השימוש המסחרי בפלדת אל-חלד מיוחסת למטלורג הבריטי הארי בראיירליי (Harry Brearley, 1871-1948), אם כי מי שהגו את הרעיון היו מטלורגים עוד במאה ה-19, וכפי הנראה לראשונה (עד כמה שידוע...) בתחילת המאה ה-19, על-ידי הצרפתי פייר ברתייא (Pierre Berthier, 1782-1861).
לידע כללי, בהתאם לצורך מוסיפים לסגסוגת חומרים נוספים כמו ניקל (Ni), מוליבדן/ניום (Mo), מגנזיום (Mg), טיטניום (Ti), עופרת (Pb) וחומרים אחרים.
זהו תחום מדעי שלם ומורכב, הן למפתחים, והן למשתמשים. אם יצא לכם לשוחח לאו דוקא עם אנשי מדע, אלא עם כרסם או חרט שהינם אמנים בתחומם, תוכלו לקבל שיעור מאלף או שניים בנושא ההבדלים בתכונות הפיסיקליות והעיבוד של פלדות אל-חלד ושל חומרים רבים אחרים. אגב, מקור השם "נירוסטה" (Nirosta) בעברית הינו מהשם המסחרי של פלדת אל-חלד (Nichtrostender Stahl, ואני מקווה שהאיות הגרמני נכון) של חברה גרמנית בשם תיסן-קרופ (ThyssenKrupp), אשר נהפך למטבע לשון בארץ, באורח דומה למילים אחרות, כמו למשל ג'יפ.
ה"צריח" של מגדל קרייזלר במנהטן, המצופה כולו נירוסטה
(של חברת ThyssenKrupp).
התמונה לקוחה מויקיפדיה.
מאת: ד"ר לירן שמשי
המחלקה לפיזיקה של מערכות מורכבות
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
