V Brown-Firthově výzkumné laboratoři v Sheffieldu, jednom z proslulých průmyslových měst, zkoumá nemluvný muž vlastnosti nově vyvinuté slitiny. Po chvíli mu dochází, že konečně objevil požadovaný materiál.

Píše se rok 1913 a tím, kdo z pověření armády celou práci vedl, byl Harry Brearley.

Měl najít způsob, jak zabránit rezavění hlavní vojenských pušek. Nakonec se však stal otcem nerezu, nebo také korozivzdorné oceli, chcete-li to říct naprosto přesně. Ta ale později našla uplatnění v mnohem více odvětvích, než jen ve zbrojařství.

Materiál odolný korozi hledalo lidstvo od počátku věků

Harry Brearley však zdaleka nebyl prvním, kdo se otázkou nerezu zabýval. Korozi sledovali již staří Egypťané nebo antičtí Řekové. Neuměli jí však zabránit. To se nepodařilo ani v civilizačně vyspělém 19. století.

Mechanismus koroze železa jakožto oxidace byl sice objasněn již roku 1821, ovšem výzkum nerezavějících slitin ve větší míře začal až na začátku 20. století.

Jednou z mnoha společností, které se v této oblasti výrazně angažovaly, byla třeba také česká firma Poldi Kladno. Prvenství je však třeba přisoudit právě zmíněnému Harry Brearleymu.

Ten přidal do klasické oceli výrazný podíl chromu, čímž zajistil její nové vlastnosti. Další vývoj pak, jako tomu bývá v dějinách zvykem, urychlila válka, kdy byly oceli s přídavkem chromu a navíc také niklu používány například k výrobě leteckých motorů.

Ve 30. letech byla nakonec ve Švédsku vyvinuta nerezová ocel, složením velice podobná té, jakou používáme dnes.

Nerezavějící ocel nedělá výroba, ale složení

Postupem času se složení nerezu ještě více zdokonalovalo drobnými úpravami poměru jednotlivých prvků. Princip výroby ale zůstal ve své podstatě stejný, jako dřív.

V peci dochází k tavení surového železa, snížení obsahu uhlíku na požadovanou hodnotu a doplnění příměsí (nejčastěji chrom, nikl nebo mangan). Ocel se potom odlévá a musí projít tvarováním, válcováním i dalšími procesy, které ovlivňují její tvrdost a použití.

Unikátní vlastnosti nerezavějících ocelí však nejsou dané žádnou speciální úpravou, ale právě obsahem chromu a menšinově také niklu. Zde je důležité vědět, že ve slitinách nalezneme takzvanou kovovou vazbu. To znamená, že zde nevznikají klasické molekuly.

Proto může dojít k reakci chromu s kyslíkem, čímž vzniká na povrchu vrstva oxidu. Takto je ocel ochráněna před korozí – vzdušný kyslík už se totiž nedostane k železu, které by zrezavělo.

I nerezavějící ocel může zkorodovat

Ač to může znít zvláštní, i nerez může za určitých podmínek podlehnout korozi. Příčinou je, že vrstva oxidu na povrchu není odolná vůči všem vlivům okolí. Některé chemické látky ji snadno naruší.

Typickým příkladem je obyčejná kuchyňská sůl, chloridy totiž mohou chrom z oxidu vyvázat a ochrannou vrstvu takto časem zničit. Kyslík a vzdušná vlhkost pak působí přímo na železo.

Podobný děj probíhá také v místech, kde je ocel bez dostatečného přístupu kyslíku. Zde je potřeba si uvědomit, že oxidace chromu probíhá obousměrně. Pokud tedy vznikl v nadbytku kyslíku oxid, při jeho nedostatku se bude naopak rozkládat.

Povrchová vrstva se rozpadne a třeba v závitech šroubů nebo ve spojích trubek může opět docházet k rezavění. Sice jsou to dlouhodobé procesy, ale při použití se s nimi musí počítat. I nerez totiž potřebuje specifické podmínky, aby skutečně plnil svůj účel.

Je nerez materiálem budoucnosti?

I přes některé nedostatky ale nerez patří k materiálům, které mají budoucnost.

Kromě širokého využití, jaké nalézá v běžném životě (mezi typické produkty patří třeba příbory, nádobí, nerezový dřez, ale také skalpely či šperky), o tom svědčí i neustále rostoucí objem výroby.

Zatímco v roce 2001 dosáhla produkce nerezu jen necelých 20 000 000 tun za rok, k loňsku se toto číslo více než zdvojnásobilo. Markantní je zde především vliv Číny, která aktuálně vyprodukuje více než polovinu veškeré vyrobené korozivzdorné oceli.

Důležitou roli na trhu hrají i další rozvíjející se země, jako třeba Indie nebo státy jižní Ameriky. Vede je k tomu jednak vysoká poptávka po tomto materiálu, ale také jeho ekonomická výhodnost.

Nerez má totiž velmi výraznou přednost a tou je jeho snadná recyklovatelnost. Při zachování kvality oceli je možné udržet stávající úroveň produkce, aniž by se musel zvýšit objem těžby rud.

A právě šetření zdroji, to je cesta, kterou by se lidstvo chtělo do budoucna ubírat.