304と202ステンレス鋼の違いを徹底比較

1. ステンレス鋼とはどのような鋼か？

ステンレス鋼は鋼の一種です。鋼とは炭素（C）が2%未満、鉄が2%以上含まれるものを指します。溶製工程でクロム（Cr）、ニッケル（Ni）、マンガン（Mn）、シリコン（Si）、チタン（Ti）、モリブデン（Mo）などの合金元素を添加し、鋼の性能を向上させ、耐食性（錆びない）を持たせたものをステンレス鋼と呼びます。

2. なぜステンレス鋼に異なる鋼種があるのか？

ステンレス鋼の溶製工程において、添加される合金元素の種類と量が品種によって異なるため、特性も異なり、それらを区別するために異なる鋼種番号が付けられています。

3. どのステンレス鋼が錆びにくいか？

ステンレス鋼の耐食性に影響する主な3要因：

1. 合金元素含有量：一般的にクロム含有量10.5%以上の鋼は錆びにくい。クロムとニッケル含有量が高いほど耐食性は向上。例：304材はニッケル8〜10%、クロム18〜20%含有し、通常環境では錆びない。
2. メーカーの溶製工程：優れた溶製技術、先進設備・技術を持つ大手製鋼所では、合金元素の制御、不純物除去、鋳片冷却温度制御が確実に行えるため、製品品質が安定し内部品質が良好で錆びにくい。逆に中小製鋼所では設備・技術が劣り、不純物除去が不十分なため製品は錆びやすい。
3. 外部環境：乾燥・換気の良い環境は錆びにくい。湿度が高い、長雨、大気中pHが高い環境では錆びやすい。304ステンレス鋼でも周囲環境が悪ければ錆びる。

4. 非磁性＝良いステンレス鋼？ 微弱磁性があれば304ではない？

多くの顧客がステンレス鋼購入時に小型磁石を持参し、磁石に付かなければ錆びないと判断します。実はこれは誤った理解です。

非磁性ステンレス鋼は組織構造によって決まります。凝固過程で溶鋼は「フェライト」「オーステナイト」「マルテンサイト」など異なる組織のステンレス鋼を形成します。「フェライト系」と「マルテンサイト系」ステンレス鋼は磁性を持ちます。「オーステナイト系」ステンレス鋼は総合機械的性質、加工性、溶接性に優れますが、耐食性のみで見れば磁性を持つ「フェライト系」ステンレス鋼の方が「オーステナイト系」より優れています。

現在市場に出回る高マンガン・低ニッケルのいわゆる200系・300系ステンレス鋼は非磁性ですが、高ニッケル304とは性能が大きく異なります。一方、304でも引き伸ばし、焼鈍、研磨、鋳造などの加工処理を経ると微弱磁性を帯びます。したがって「非磁性＝良いステンレス鋼」と判断するのは誤解であり非科学的です。

5. なぜステンレス鋼が錆びるのか？

ステンレス鋼表面に茶色の錆斑が現れると、「ステンレス鋼は錆びないはず、錆びたらステンレス鋼ではない、鋼に問題がある」と驚かれます。実はこれはステンレス鋼への理解不足からくる片面的な誤解です。ステンレス鋼も特定条件下では錆びます。

ステンレス鋼は大気酸化に対する耐性（非錆び性）を持ち、酸・アルカリ・塩を含む媒質中での耐食性も持ちます。しかしその耐食性の大小は、鋼自体の化学成分、相互状態、使用条件、環境媒質タイプによって変化します。例：304材は乾燥清浄な大気では絶対的な耐食性を示しますが、塩分多く含む海霧の海辺地域に移せば速やかに錆びます。したがって、いかなるステンレス鋼も、常時あらゆる環境で耐食・非錆びとは限りません。

ステンレス鋼は表面に形成される非常に薄く、強靭、緻密、安定したクロム豊富酸化膜（保護膜）により、酸素原子の更なる浸透と酸化を防ぎ耐食性を得ています。何らかの理由でこの膜が継続的に破壊されると、空気や液中の酸素原子が浸透し続けたり、金属中の鉄原子が分離し続けたりして、疎な酸化鉄が形成され、金属表面も継続的に侵食されます。

この表面膜の破壊形態は多岐にわたり、日常生活でより一般的なもの：

1. ステンレス鋼表面に他金属元素を含む粉塵や異種金属微粒子の付着物が付着し、湿った空気中で付着物とステンレス鋼の間の凝縮水が両者を接続し微小電池を形成、電気化学反応を引き起こし保護膜を破壊する。これを電気化学腐食と呼ぶ。
2. 有機汁液（瓜、野菜、麺スープ、痰など）がステンレス鋼表面に付着。水と酸素存在下で有機酸を形成し、長期間金属表面を腐食する。
3. ステンレス鋼表面に酸・アルカリ・塩物質が付着（装飾壁へのアルカリ水・石灰水噴霧試験など）し、局部腐食を引き起こす。
4. 汚染大気（硫化物、酸化物、水素酸化物を多く含む大気）中で凝縮水と接触し、硫酸、硝酸、酢酸の液滴を形成、化学腐食を引き起こす。

以上の条件がステンレス鋼表面の保護膜を破壊し、腐食を引き起こします。

したがって、金属表面を永久的に光沢させ錆びないようにするため、以下を推奨します：

① 装飾用ステンレス鋼表面は頻繁に清掃・洗浄し、付着物を除去し、腐食を引き起こす外部要因を排除する。
② 市場には201、202材のステンレス鋼があり、沿岸地域では錆びやすく、工業汚染と大気腐食のない環境での使用に適する。
③ 沿岸地域では304ステンレス鋼を使用し、海水腐食に耐えられる。

6. ステンレス鋼に錆斑が生じたらどう対処するか？

a) 化学的方法：

酸洗いペーストやスプレーを用いて錆びた部分の再不動態化を助け、クロム酸化膜を形成し耐食性を回復させる。酸洗い後、全ての汚染物と酸残留を除去するため、清水で十分に洗浄することが極めて重要。全処理後、研磨装置で再研磨し、研磨ワックスで封止する。軽微な錆斑には、ガソリンとエンジンオイルを1:1で混合し、清潔な布で拭き取る方法も有効。

b) 機械的方法：

サンドブラスト、ガラスやセラミック粒子による洗浄、浸漬、ブラッシング、研磨。機械的方法で、以前に除去された材料、研磨材、斜め材料による汚染を拭き取れる。あらゆる汚染、特に異種鉄微粒子は腐食源となり得る、特に湿潤環境では。

したがって機械的清浄表面は乾燥条件下で適切に清浄すべき。機械的方法は表面清浄のみ可能で、材料自体の耐食性を変えることはできない。したがって機械清掃後、研磨装置で再研磨し研磨ワックスで封止することを推奨。