耐久性の高さで知られるステンレス鋼が、なぜ錆びるのか不思議に思ったことはないだろうか。この記事では、ステンレス鋼の腐食に隠された意外な真実を探り、錆の種類と原因を明らかにします。様々な環境下で機器を保護し、長持ちさせる方法をご紹介します。
ステンレス鋼は錆に強いことで知られている。ステンレス鋼の主な合金元素はクロム(Cr)である。クロム含有量が一定のレベルに達して初めて、耐食性を発揮することができる。通常、ステンレス鋼のクロム含有量は少なくとも10.5%でなければなりません。
ステンレス鋼表面へのベルコーティングの説明図
ステンレス鋼の耐食性のメカニズムは不動態皮膜理論として知られており、その表面には極薄の強固で微細かつ安定したクロムリッチな不動態皮膜が形成され、酸素原子の浸入と酸化を阻止することで腐食から保護するというものである。
多くの人が「ステンレス・スチールは錆びない」と信じているが、これは間違いである。特定の条件下では、ステンレス鋼はまだ腐食する可能性があります。
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ステンレス鋼に影響を与えうる様々な腐食の種類を理解することで、以下のような事態に直面した際に、損失を最小限に抑えるための対策を講じることができる。 ステンレス鋼腐食.
ステンレス鋼の腐食損傷のほとんどは局部腐食で、最も一般的なタイプは以下の通りである。 粒界腐食 (9%)、孔食(23%)、応力腐食(49%)。
ステンレス鋼は、多くの工業用途で十分な耐食性を 提供することができる。実際の経験に基づけば、機械的故障を除けば、ステンレ ス鋼の腐食は主に局部腐食(応力腐食割れ、孔食、粒 界腐食、腐食疲労、隙間腐食など)によって特徴付け られる。これらの局部腐食は、故障事例の半分 以上を占めている。現実には、これらの故障の多くは、適切な 材料選択.
応力腐食割れ(SCC)は、腐食環境下での深刻な亀裂の拡がりによって引き起こされる応力合金の複合破壊を指す一般的な用語である。一般的に脆性破壊の様相を示すが、SCCは靭性の高い材料でも起こりうる。応力腐食割れに必要な条件は、引張応力(残留応力、外部応力、またはその両方)の存在と、特定のタイプの腐食媒質である。き裂の形成と成長は、一般的に引張応力の方向に対して垂直であり、SCCに必要な応力レベルは、腐食媒体が存在しない場合の破壊に必要な応力レベルよりもはるかに低い。
顕微鏡的には、結晶粒を貫通する亀裂は粒界貫通亀裂と呼ばれ、結晶粒界を貫通する亀裂は粒界亀裂と呼ばれる。応力腐食割れがある深さに達すると(その時点で、荷重を受けた材料の応力は空気中での破壊応力に達する)、材料は通常の亀裂と同じように(延性材料の場合、通常は微細な欠陥の凝集によって)破壊する。そのため、応力腐食割れによって破損した部品の部分には、応力腐食割れの特徴的な部分と、微小欠陥の凝集に伴う「タフリッチ」な部分の両方が含まれることになります。
局部腐食の一種で、腐食をもたらす。
粒界とは、粒界元素の結晶方位が乱れたり、ずれたりする境界のことである。そのため、鋼材では様々な溶質元素の偏析や金属化合物(炭化物やδ相など)の析出が起こりやすい。ある種の腐食環境では、粒界が先に腐食し、粒界腐食として知られるタイプの腐食に至ることも珍しくない。このタイプの腐食は、特定の腐食媒体中では、ほとんどの金属や合金で発生する可能性がある。
隙間腐食は、溶液が滞留している場所や遮蔽された表面で発生する局所腐食の一種である。このタイプの腐食は、ベルスタッド、ボルト、ガスケット、バルブシート、緩い表面堆積物、海洋生物との接触部など、金属と金属、金属と非金属の接合部で発生する可能性がある。
一般腐食とは、合金の表面全体に比較的均一に発生する腐食を指す。このタイプの腐食は、材料を徐々に薄くする原因となり、ひどい場合には腐食のために材料が使用できなくなることもある。ステンレス鋼は、強酸や強アルカリで一般腐食を起こすことがある。このタイプの腐食は通常、単純な浸漬試験や腐食文献を参照することで予測できるため、一般的な腐食による不具合の問題はそれほど気にする必要はない。