ステンレス鋼が耐腐食性である理由
ステンレス鋼は、炭素および低合金工具鋼が腐食する多くの環境での耐食性で知られています。 (背景資料:ステンレス鋼の紹介。) 耐腐食性は、鋼の表面にある非常に薄い (約 5 ナノメートル) 酸化物層の結果です。この酸化物層は、腐食環境の存在下で表面を電気化学的に不活性にするため、不動態層と呼ばれます。
不動態層は、ステンレス鋼に添加されたクロムによって形成されます。不動態層を形成するには、ステンレス鋼に少なくとも 10.5% のクロムが含まれている必要があります。クロムの添加量が多いほど、不動態皮膜が安定し、耐食性が向上します。 (クロムの詳細については、粒界腐食におけるクロムの役割を参照してください。) ステンレス鋼の耐食性を高めるために、ニッケル、マンガン、モリブデンなどの他の元素を追加できます。
不動態層の形成と維持のためのもう 1 つの要件は、鋼の表面を酸素にさらさなければならないことです。鋼が大胆に露出し、表面に堆積物がないように維持されている場合、耐食性は最大になります。不動態皮膜の回復が不可能な条件下で不動態が破壊された場合、ステンレス鋼は炭素鋼や低合金鋼と同様に腐食します。たとえば、生物付着、塗装、またはガスケットの設置などによって表面の一部を覆うと、覆われた領域の下に酸素欠乏領域が生じます。酸素が枯渇した領域は、十分に通気された大胆に露出した表面に比べて陽極的であり、覆われた領域の腐食を引き起こす可能性があります.
304 ステンレス鋼の孔食
特定の状況下では、露出の多いステンレス鋼表面の局所的なスポットで不動態層が破壊される可能性があります。これが起こると、金属は局部的に腐食する可能性があります。これを孔食といいます。孔食の一般的な原因の 1 つは、塩化物を含む水性環境への暴露です。例としては、海岸の大気、雨水と混ざった道路の塩、高レベルの塩化物を含む水道水などがあります。
304 ステンレス鋼の粒界腐食
ステンレス鋼の部品または構造の製造中に、耐食性が低下する可能性があります。これは、オーステナイト系ステンレス鋼 (304 グレードなど) が約 797°F (425°C) ～ 1598°F (870°C) の温度にさらされたときに発生します。露出時間が長すぎると、金属の粒界に近い領域が耐食性を失い、腐食環境にさらされたときに優先的に攻撃される可能性があります。木目が抜け落ち、金属の強度が低下します。この微細構造の変化による腐食に対する感受性の増加は、感作と呼ばれます。
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