ステンレス鋼の耐食性を理解する
ステンレス鋼は、炭素鋼や低合金工具鋼が腐食する多くの環境において耐食性を発揮することで知られています。（背景知識：ステンレス鋼入門）この耐食性は、鋼表面に形成される非常に薄い（約5ナノメートル）酸化物層の結果です。この酸化物層は、腐食環境下で表面を電気化学的に不動態化するため、不動態皮膜と呼ばれます。
不動態皮膜は、ステンレス鋼に添加されるクロムによって形成されます。不動態皮膜を形成するには、ステンレス鋼に最低10.5%のクロムが必要です。クロムを多く添加するほど不動態皮膜がより安定し、耐食性が向上します。（クロムについては：粒界腐食におけるクロムの役割を参照）ニッケル、マンガン、モリブデンなどの他元素を添加して、ステンレス鋼の耐食性をさらに高めることもできます。
不動態皮膜の形成と維持には、鋼表面が酸素にさらされていることも必要条件です。鋼が大胆に露出し、表面が堆積物のない状態で維持されているとき、耐食性は最大になります。不動態性が、不動態皮膜の再形成を許さない条件下で破壊されると、ステンレス鋼は炭素鋼や低合金鋼と同様に腐食します。例えば、表面の一部を覆うこと（バイオファウリング、塗装、ガスケット取り付けなど）は、覆われた領域下で酸素欠乏領域を生み出します。この酸素欠乏領域は、十分に通気された露出表面に対して陽極となり、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。
特定の条件下では、よく露出したステンレス鋼表面の局所的な箇所で不動態皮膜が破壊されることがあります。これが起こると、金属がその局所で腐食します。これを孔食と呼びます。孔食の一般的な原因の一つは、塩化物を含む水系環境への曝露です。例としては、沿岸大気、雨水と混ざった融雪剤、さらには高濃度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。
ステンレス鋼部品や構造物の製造過程で、耐食性が低下することがあります。これは、オーステナイト系ステンレス鋼（例：304グレード）が約797°F（425℃）から1598°F（870℃）の温度にさらされる場合に起こります。曝露時間が長すぎると、金属の結晶粒界付近の領域が耐食性を失い、腐食環境にさらされると優先的に攻撃されます。結晶粒が脱落し、金属は強度を失います。この微細組織変化による耐食性感受性の増大を感作化と呼びます。
本記事と画像は以前、 https://www.imetllc.com/why-is-stainless-steel-corrosion-resistant/ に掲載されていました。許可を得て再掲載。Copyright Industrial Metallurgists, LLC.
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