特斯拉皮卡生鏽上熱門!我卻發現一個問題,星艦還能上火星嗎?
特斯拉皮卡Cybertruck生鏽了!這是這兩天的熱門話題,不得不說,這可能會嚴重影響這輛世界首款不鏽鋼外骨骼電動汽車的未來命運,這才交付一兩個月,號稱防彈不生鏽的車身就開始生鏽了,那要時間久了,還不得鏽成廢銅爛鐵啊?更關鍵的問題是,這種不鏽鋼也是用於星艦的,而星艦是要上太空,登陸月球火星的,並且會重複使用,這會嚴重影響馬斯克打造100萬人火星城市,讓人類成爲多星球物種的計劃嗎?
事情起源於兩名特斯拉Cybertruck車主在車主俱樂部論壇上的發帖,兩人都住在加利福尼亞州,一位車主在雨中行駛兩天後,發佈了車身不鏽鋼點點鏽跡的照片,另一位洛杉磯的車主剛提車11天,只行駛了500多公里,還大部分時間都停在家門口,結果不鏽鋼表面還是形成了橙色鏽斑。
從照片上看,鏽跡確實不是一點兩點,而是佈滿車身,都在毫米以下量級,一般人心裏可能都要發毛,要是一直這樣鏽下去,這一兩年後會成什麼樣子啊?我們都知道鐵生鏽是很快的,也經常看到所謂的不鏽鋼鏽跡斑斑,難道幾萬美元的Cybertruck也要這樣玩完?
Cybertruck使用的是30X不鏽鋼,是特斯拉自己開發的一種超硬冷加工合金鋼,和星艦使用的外骨骼一樣,具有很強的硬度和極好的斷裂韌性,可以有效防止低溫下變脆,這一點非常重要,因爲星艦要面臨太空和其他星球的極端環境,如果斷裂韌性差,很容易出現裂紋並不斷擴大,從而導致災難性事故的發生。
Cybertruck使用和星艦一樣高大上的30X不鏽鋼,可以說是圈粉的兩大亮點之一,還有一大亮點就是獨特的造型。Cybertruck使用的不鏽鋼厚達3毫米,這和其他汽車鈑金通常不超過0.8毫米可以說天壤之別,整輛車估計要用410公斤的不鏽鋼,可以防9毫米手槍子彈的射擊,而且還成本很低,每噸約2500美元。
300不鏽鋼系列是使用最廣泛的耐酸不鏽鋼,不僅空氣、蒸汽和水難以侵蝕,就是化學腐蝕物質酸、鹼、鹽等也難以造成影響。
所謂生鏽,是鐵和氧氣發生氧化還原反應,生成各種氧化鐵的過程。不鏽鋼是添加了鉻的合金,鉻會先於鐵在表面形成一層極薄但卻堅固細密的富鉻氧化膜,從而防止氧原子繼續滲入、氧化,保護材料不會生鏽。
300不鏽鋼含有鉻和鎳,鎳和鋼會形成奧氏體微觀結構,具有良好的高低溫韌性、延展性、強度、耐腐蝕性以及經濟性。而特斯拉專利申請中提到,30X不鏽鋼含有至少12%的馬氏體成分,估計是爲了提高它的強度和硬度,特斯拉稱其性能超過了其他合金。那麼它的性能究竟有多好呢?
在專利申請中我們可以看到,30X不鏽鋼硬度約爲420HV到500HV,在3%的氯化鈉溶液中,Epit-Eocp耐蝕性約爲520mv到800mv。Epit是點蝕電位,指金屬在特定環境中發生點蝕的最低電位。點蝕是一種局部腐蝕,會形成小而深的坑,對金屬結構的完整性造成嚴重威脅。Eocp是開路電位,指金屬在與外部電路斷開連接時所處的電位。Epit-Eocp值越高,表示金屬的點蝕電位越高,越不容易發生點蝕,從而耐腐蝕性也越好。
所以我們就可以做一個對比了,現在使用最廣泛的304不鏽鋼,硬度通常在200HV以下,Epit-Eocp耐蝕性大約在200-300mV之間,所以30X不鏽鋼的硬度和耐腐蝕性,確實都要高出很多。
那麼Cybertruck爲什麼又生鏽了呢?
實際你平常可能會注意到,街頭的一些旗杆、燈箱、宣傳欄、候車亭等不鏽鋼設施,經常也是鏽跡斑斑的,這其中的原因可能有兩個,一是使用了劣質不鏽鋼,鉻含量不足,因而容易生鏽,美國、歐洲鉻含量高於10.5%才能稱爲不鏽鋼,日本是11%,中國是12%,更高一點。第二個原因就是遇到假不鏽鋼了,不法商販會用一般鋼鐵電鍍來假冒不鏽鋼,電鍍層剝離後,裏面的鋼鐵當然就會生鏽了。
但Cybertruck使用的30X不鏽鋼,抗腐蝕能力如此強,怎麼也會生鏽呢?如果你住在沿海地區,你就可能發現,一些貨真價實的304不鏽鋼鋼管可能也會出現生鏽的情形,這是因爲304不鏽鋼抗腐蝕性還是有一定的侷限,海邊空氣如果太過潮溼的話,裏面含有大量鹽分,可能也會導致鋼管生鏽,而使用更耐腐蝕的316不鏽鋼,情況可能就會好很多。
這其中的罪魁禍首就是氯離子,如果氯離子濃度過高,同時還有硫酸根離子的話,就可能會導致鉻、鎳溶解,破壞鈍化膜,失去抗腐蝕性能。氯離子濃度達到一定程度,不鏽鋼甚至可能發生晶間腐蝕、點蝕、孔蝕等嚴重腐蝕現象,當然,這可能需要浸泡在海水中才會發生。
所以答案可能已經出來了,這兩位Cybertruck車主都住在加州海邊,都是在下雨後不鏽鋼車身出現鏽跡的,所以可能是因爲暴露於海鹽和高溫環境中,導致不鏽鋼點蝕形成了這種橙色斑點。其實海邊下雨可能只是一個原因,如果用不鏽鋼做車身,還有很多容易導致不鏽鋼生鏽的原因。
比如車身表面如果有其他金屬粉塵,空氣又潮溼的話,冷凝水可能會在兩者之間形成微電池,導致電化學反應破壞保護膜,形成電化學腐蝕。還有各種有機汁液,甚至痰液,在有水和氧氣的情況下可能形成有機酸,長時間存在也可能引發不鏽鋼表面腐蝕,包括其他酸鹼鹽等物質,都可能引起局部腐蝕。還有就是鳥糞、蟲子、焦油、樹汁瓜汁果汁等,裏面含有的酸性物質和有機物,可能與不鏽鋼表面的氧化膜發生反應,導致腐蝕的發生。這些都是很難避免的,我不相信你能不讓鳥拉屎在你的車上。
那麼是不是不鏽鋼就根本不適合做車身,馬斯克完全失誤,Cybertruck的未來堪憂呢?我覺得這個事情很難說,你別忘了,不鏽鋼實際還有自我修復能力,也就是說鉻鈍化膜被破壞後,下面的鉻還會和氧發生反應,生成新的鈍化層,形成新的保護。所以你只要把污染物去掉,Cybertruck車身會知道自己保護自己的,要想把3毫米都鏽穿,恐怕還是不容易的。
我估計特斯拉對這個是早有評估的,所以Cybertruck的保養說明,已經給出了貼心的建議,洗車的時候不要在陽光直射下進行,避免使用熱水洗車,還有就是某些清潔劑和洗車劑,可能會導致車身損壞或變色等等,所以給Cybertruck洗車,既是一門學問,也是一門藝術。
那麼遇到這種事情的關鍵,就是儘快把鏽跡除去,等聰明的不鏽鋼自己照料好自己,具體可以用鋁箔蘸點水,擦洗生鏽的地方,由於鋁還原電位比鐵高,會形成一個小小的微電池,把氧由鐵原子轉移到鋁原子上。而鋁箔的硬度沒有鋼大,也不會刮傷車身,然後鋁氧化形成的氧化鋁硬度很高,剛好也可以對不鏽鋼進行拋光處理。
但最好的保護辦法,還是給Cybertruck刷上透明油漆,這也是幾乎所有其他新車的標配,只是特斯拉太過相信不鏽鋼外骨骼,選擇讓它完全裸奔,不過如果你願意花5000美元的話,特斯拉也非常樂意爲你的愛車罩上一層特供的優質緞面透明聚氨酯薄膜。不知經歷這一事件後,馬斯克會不會改變主意,把這作爲Cybertruck的標配呢?
最後說說使用30X不鏽鋼的星艦,會不會因爲不鏽鋼生鏽,影響外太空或其他星球的任務?我感覺至少在太空飛行和月球任務中,應該不會有什麼影響,因爲這些地方恰好沒有氧氣、水和氯離子、硫酸根離子等,所以不太可能對不鏽鋼造成破壞。而火星大氣主要是二氧化碳,佔95%,氧氣、水汽都是微量,可能也不會有多大的影響。
影響最大的可能還是地球上的任務,好在地球上最不缺的就是人了,可以安排定期進行保養,所以也不會有什麼大的問題。那麼不鏽鋼生鏽,會影響你購買Cybertruck的決心嗎?