ステンレス鋼はなぜ錆びるのか？その謎を解く

なぜステンレス鋼は錆びるのか？

ステンレス・パイプの表面に茶色い錆の斑点が現れると、人々はしばしば驚く：「ステンレスは錆びない。もし錆びたら、それはもうステンレス鋼ではなく、鋼材の品質に問題があるのかもしれない。"

実はこれは、ステンレス鋼についての知識不足による一方的な誤解である。ステンレス鋼はある条件下では錆びることがある。

ステンレス鋼は、大気中の酸化に耐える能力（ステンレス性）を持ち、また酸、アルカリ、塩分を含む媒体中での腐食に耐える能力（耐食性）を持つ。

しかし、その耐食性の程度は、鋼自体の化学組成、相互の状態、使用条件、環境媒体の種類によって異なる。

例えば、304ステンレス鋼は乾燥した清浄な雰囲気では優れた耐食性を示すが、海辺に移動し、大量の塩分を含む海霧の中に置かれると、すぐに錆びてしまう。

したがって、すべての種類のステンレス鋼が、どのような環境でも腐食や錆に耐えられるというわけではない。

ステンレス鋼は、その表面にある非常に薄く強固で緻密な安定したクロムリッチ酸化皮膜（保護皮膜）に依存し、さらなる酸素の侵入と酸化を防ぐことで、耐食性を得ている。

何らかの理由でこの薄膜が損傷し続けると、空気中や液体中の酸素原子が侵入し続けたり、金属中の鉄原子が偏析し続けたりして、緩い酸化鉄が形成され、金属表面は常に腐食されることになる。

ステンレス鋼表面皮膜の損傷形態

表面皮膜の損傷にはさまざまな形態があるが、日常生活で最もよく見られるのは以下のようなものだ：

1.ステンレスの表面には、他の物質を含むほこりが蓄積する。 金属元素 または金属異物が付着する。湿度の高い空気中では、アタッチメントとステンレスの間に結露した水分が両者をマイクロバッテリーにつなぎ、電気化学反応を起こす。保護膜が損傷することを電気化学的腐食という。

2.有機ジュース（メロンや野菜の汁、麺つゆ、痰など）がステンレス鋼の表面に付着する。水と酸素の条件下で、有機酸を形成する。時間の経過とともに、有機酸は金属表面を腐食する。

3.酸、アルカリ、塩分を含む物質（装飾された壁から飛散するアルカリ水や石灰水など）は、ステンレス鋼の表面に付着し、局所的な腐食につながる可能性がある。

4.汚染された大気（例えば、かなりの量の硫化物、炭素酸化物、窒素酸化物を含む空気）では、凝縮水が硫酸、硝酸、酢酸の液滴を形成し、化学腐食が生じる。

ステンレス鋼の表面が腐食しないようにするには？

金属表面を恒久的に輝かせ、腐食のない状態に保つには、以下を推奨する：

前述のような状況はすべて、ステンレス鋼表面の保護膜を傷つけ、錆の原因となる。

そのため、錆のない明るい金属表面を維持するには、以下の方法をお勧めする：

1.装飾ステンレスの表面を定期的に清掃・拭き取り、付着物を除去し、腐食の原因となる外的要因を排除する。

2.市場に出回っているステンレス鋼管の中には、各国の化学成分規格を満たしておらず、304材の要件を満たせないものがある。これは錆につながる可能性があるので、ユーザーは信頼できるメーカーの製品を慎重に選択する必要があります。

なぜステンレス鋼は磁性を持つのか？

磁石がステンレスを引きつけるなら、それは品質と真正性を確認する方法だと思われがちである。磁石の吸引力がなければ、それは良品で本物だと考える。磁気吸引力があれば、それは偽造品だと考える。しかし、これは非常に単純で不正確な見分け方である。

ステンレス鋼には多くの種類があり、組織構造によって常温でいくつかのカテゴリーに分類できる：

1.オーステナイト系：201、202、301、304、316など。

2.マルテンサイト系またはフェライト系：430、420、410など。

オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性または弱磁性で、マルテンサイト系ステンレス鋼は非磁性または弱磁性である。 フェライト系ステンレス鋼 は磁気を帯びている。

装飾用パイプやプレートに使用されるステンレ ス鋼の大半はオーステナイト系304で、一般に非 磁性または弱磁性である。しかし、製錬や加工条件の違いによる化学組成の変動で磁性を帯びることもある。しかし、これはその材料が偽造品や不適合品であることを意味するものではない。それはなぜか？

前述したように、オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性または弱磁性であり、マルテンサイト系またはフェライト系ステンレス鋼は磁性である。製錬中、成分偏析または不適切な熱処理により、オーステナイト系304ステンレス鋼に少量のマルテンサイトまたはフェライト組織が生じることがある。そのため、304ステンレス鋼は弱い磁性を示す。

さらに、304ステンレス鋼が冷間加工を受けると、その組織構造は次のように変化する。 マルテンサイト.冷間加工による変形の程度が大きいほど、マルテンサイト変態が進み、鋼の磁性が大きくなる。

例えば、同じロットの鋼帯では、Φ76のパイプを製造する際には目立った磁気感覚はありませんが、冷間曲げ変形が大きいΦ9.5のパイプを製造する際には、磁気が目立つようになります。丸パイプよりも変形が大きい角パイプの場合、特にコーナー部では、より激しい変形のため、磁気はさらに顕著になります。

上記の理由による304鋼の磁性を完全に除去するには、磁性を除去する高温溶体化処理により安定したオーステナイト組織を回復させることができる。

上記の理由による304ステンレス鋼の磁性は、430や炭素鋼のような他のステンレス鋼の磁性と同じレベルではないことに特に注意すべきである。すなわち、304鋼の磁性は常に弱磁性である。

このことは、ステンレス鋼が弱い磁性を示すか、まったく磁性を示さない場合は304または316材と判断し、炭素鋼のように強い磁性を示す場合は304材ではないと判断すべきであることを物語っている。

ステンレス鋼はいつ錆びるのか？

ステンレス鋼とは、大気中の酸化や腐食に抵抗する能力を持つ鋼のこと。乾燥した清潔な環境では錆びないが、特定の条件下などでは確かに錆びることがある：

有機物の汁（メロン、麺つゆ、痰など）が表面に付着し、水と酸素の条件下で有機酸を形成すると、長期間にわたって金属表面を腐食する可能性がある。

酸、アルカリ、塩分を含む物質（装飾された壁から飛散したアルカリ水や石灰水など）が表面に付着し、局部的な腐食につながることがあります。

汚染された大気（硫化物、炭素酸化物、窒素酸化物を多量に含む大気など）では、凝縮水が硫酸、硝酸、酢酸の水滴を形成し、化学腐食を引き起こす。

そのため、清潔さを保つことが不可欠である。また、ステンレス鋼には様々な種類があり、様々な要因で腐食する可能性があります。