ステンレス鋼は広く耐食性材料と見なされてい るが、「耐食性」は「耐食性」を意味しない。鋳造、機械加工、工業用途で は、ステンレス鋼部品が特定の環境にさらされ たり、不動態皮膜が損傷したりすると、錆が発生す ることがある。ステンレス鋼が耐食性である理由、錆び る可能性がある場合、腐食を防ぐ方法を理 解することは、適切な鋼種を選択し、ステンレス鋼 鋳物および精密部品の長期性能を確保する 鍵となる。
ステンレス鋼は錆びるか？
ステンレス 錆びると呼ばれる表面上の目に見えない薄い保護層があるため、通常は耐食性を維持している。 パッシブフィルム.この皮膜は、鋼に十分なクロムが含まれていれば自然に形成され、水分や腐食性物質が下地の金属に到達するのを防ぐ。また、酸素がある限り、軽い傷がついても自己修復することができる。
ほとんどの大気環境や水環境では、この保護膜は安定した状態を保つため、ステンレス・スチールは通常錆びない。
ステンレス鋼が錆びるとき？
ステンレス鋼が錆びるのは、不動態皮膜が損傷したり、不安定になったり、再生できなくなったりした場合である。不動態皮膜が破壊される最も一般的な条件は以下の通りである。
塩化物
塩化物イオンは不動態皮膜に浸透して破壊し、局部的な孔食を誘発する。一般的な原因としては、海水、塩水噴霧、汗、除氷塩、塩化物系洗浄剤などが挙げられる。これらの環境では、304はかなり脆弱である一方、316-そのモリブデン含有量に起因する大幅に優れた耐性を提供します。
低酸素
盲孔、ガスケット座、狭い隙間、または堆積物の下では、酸素が金属表面に十分に届かない。十分な酸素がなければ不動態皮膜は再生できず、閉じ込められた微小環境は酸性で塩化物に富み、攻撃的な隙間腐食を引き起こす。
表面の損傷と汚染
傷、研削痕、溶接熱影響部、炭素鋼工具からの鉄汚染は、不動態皮膜を妨害し、腐食が始まりやすい活性部位を作る可能性がある。
持続する湿気
常水、結露、頻繁なウェット・ドライの繰 り返しは、不動態皮膜を徐々に弱め、ステンレ ス鋼をシミや局部的な攻撃を受けやすくする。塩分が存在する場合、腐食速度は大幅に増加する。
表面粗さ
粗い表面や未仕上げの表面は、水分、破片、塩化物を閉じ込め、酸素のアクセスを制限し、使用中に孔食や隙間腐食が発生しやすくなる。
ステンレス鋼腐食の一般的なタイプ
ステンレス鋼が均一な腐食に見舞われることは稀である。ほとんどの故障は、表面の弱点を攻撃する局所的な形態で発生する。
1.孔食
孔食は非常に局所的な腐食で、表面に小さく深い穴が開く。これは、塩化物イオンが単一の弱点で不動態皮膜を破壊し、腐食が金属内部に急速に浸透することで発生する。これは、海洋または塩水噴霧環境で304ステンレ ス鋼に最も頻繁に発生する故障のひとつである。
2.隙間腐食
隙間腐食は、酸素が欠乏した狭い隙間に生じる局所的な腐食である。ガスケット界面、堆積物、重なり合った構造物などに発生する。このような狭い隙間では不動態皮膜が再生できないため、閉じ込められた環境は酸性で塩化物に富むようになり、腐食が積極的に進行し、目に見えないことも多い。
3.粒界腐食
粒界腐食は、粒界に沿って進行する腐食の一形態である。不適切な溶接や熱処理によるクロムの減少が原因となる。粒界が不動態化を維持するのに十分なクロムを失うと、それに沿って腐食が進行し、材料の構造的完全性が低下する。304Lや316Lのような低炭素鋼種は、このリスクを低減する。
4.応力腐食割れ（SCC）
応力腐食割れは、引張応力と腐食種（特に塩化物）の複合作用によって引き起こされる脆性割れ破壊である。応力腐食割れは、微細な欠陥から発生し、 金属全体に急速に広がる。オーステナイト系ステン レス鋼は影響を受けやすいが、二相鋼は耐クラック 性が非常に高い。
ステンレス鋼はどのくらいで錆びるのか？
ステンレス鋼が錆びるのに一定の時間枠はないが、工学的実践では通常、環境に基づいて評価される：
- 乾燥した室内環境： 10年以上錆びないことが多い
- 一般的な屋外環境 軽いシミは、その中に現れることがある。 1～5年 (特に304）
- 沿岸または高塩分環境： ピッティングが発生する可能性がある。 ヵ月～1～2年
- 海水に浸かったり、酸素の少ない隙間： に局部腐食が発生することがある。 数週間から数ヶ月
重要なのは時間そのものではなく、環境の腐食性である。
ステンレス鋼は水で錆びるのか？
で 酸素の豊富な流れる淡水ステンレス鋼は一般的に安定しており、簡単には錆びない。しかし、局部的な腐食が発生することがある：
- 水が停滞し、酸素の供給が制限される
- 堆積物や汚染物質が表面を覆っている。
- ガスケット、オーバーラップ、ネジ部に隙間がある。
- 表面が粗かったり、汚れていると湿気がこもりやすい
一般的なステンレス鋼種であっても、このような条件下では孔食や隙間腐食が発生する可能性がある。
ステンレス鋼は海水で錆びるのか？
海水には高濃度の塩化物イオンが含まれており、不動態皮膜を積極的に破壊して孔食のリスクを高めます。
学年別の成績：
- 304: 海岸や海洋環境では孔が開きやすい
- 316: Moにより耐孔食性に優れ、塩化物暴露に適している。
- 二相鋼 (2205など)： 耐孔食性、耐隙間腐食性、耐SCC性
で 隙間、停滞した海水、または低酸素の浸水316や二相鋼であっても、局部的に腐食す ることがある。
ステンレス鋼種による錆びにくさの違い
同じ使用条件下でも、ステンレス鋼種は 同じ挙動を示すわけではない。不動態皮膜の安定性が異なるた め、孔食やシミが発生しやすい鋼種もあれば、 塩化物を多く含む環境や湿度の高い環境でも 安定性を保つ鋼種もある。以下は、一般的なステンレス鋼種の錆びやすさ の違いをまとめたものである。
304 / CF8
304は最も一般的に使用されるステンレス鋼だが、沿岸の空気、塩水噴霧、塩化物系クリーナーなど、塩化物を含む環境にさらされると、錆の染み出しや孔食が最も発生しやすい鋼種でもある。耐孔食性は比較的低いため、特に屋外や海水の近くでは、ユーザーの予想よりも早く腐食が現れる可能性がある。
316 / CF8M
316はモリブデンを含んでおり、孔食や隙間腐食に対する耐性を著しく高めている。その結果、同じ塩化物に曝された場合、304よりも錆びる可能性がはるかに低くなります。塩水、湿度、または化学物質の飛散がある環境では、316ははるかに安定した表面性能を提供します。
304L / 316L (CF3 / CF3M)
Lグレードの耐食性は304および316とほぼ同 じであるが、炭素含有量が低いため、溶接時の鋭敏化 のリスクが低減される。これは、溶接に関連した粒界腐食の防止に役立つ。粒界腐食は、時間の経過とともに溶接継手の近くに錆として現れることがある。
二相ステンレス鋼 (2205 / CD4MCu)
二相鋼は、高強度と、孔食、隙間腐食、応力腐食 割れに対する卓越した耐性を兼ね備えている。一般的に使用されるステンレ ス鋼の中で、適切な鋼種を選択し適切に加工すれ ば、塩化物を多く含む過酷な環境でも錆びる可能 性が最も低い。
ステンレス鋼の錆びを防ぐには？
ステンレス鋼が本質的に耐食性であるとはいえ、産業環境での長期耐久性には、適切な設計、表面制御、メンテナンスが不可欠である。
正しい合金を選ぶ
腐食を抑制するには、材質の選択が最も効果的である。グレード304は一般的な環境 に適しているが、316または316Lは塩化物 を多く含む環境で優れた耐性を発揮する。強度と高耐食性の両方が要求される用途に は、二相鋼が最も信頼できる性能を発揮する。
路面状態の改善と維持
表面品質は耐食性に直接影響します。機械研磨、電解研磨、酸洗、不動態化処理、鉄汚染除去などの工程は、不動態皮膜を安定させ、局部腐食の可能性を減らすのに役立ちます。
隙間の最小化
設計では、酸素が表面に届かないような狭い隙間、水の停滞地帯、重なり合った構造を避けるべきである。適切な排水を確保し、清掃可能な形状を使用することで、隙間腐食のリスクを大幅に低減することができる。
環境暴露のコントロール
塩分を定期的に洗い流し、水分の滞留を最小限に抑え、水の滞留を防ぎ、表面を清潔に保つことはすべて、不動態皮膜の安定性を維持し、ステンレス部品の耐用年数を延ばすのに役立つ。
結論
ステンレススチールは錆びにくいが 缶 不動態皮膜が損傷したときや、皮膜の再生が妨げられるような環境に置かれたときに錆が発生する。
塩化物、低酸素、表面汚染、湿気のサイクルが最も一般的な故障の原因である。
腐食メカニズムを理解し、316や二相鋼な どの適切な鋼種を選択し、適切な設計と 表面処理を施すことで、ステンレス鋼鋳物や部 品は、厳しい産業環境において長期的な耐食性を 維持することができる。
ステンレス鋼鋳物の材料選択ガイダンスまたは耐食性評価用、 専門家によるサポートについては、当社のエンジニアリング・チームにお問い合わせください。
