ステンレスの基礎知識
About stainless steel
ステンレスの一般的解釈
ステンレスとは「Stainless」のことで、「さびない」という意味です。実際には「さびにくい」とするのが正しい表現であり、ステンレス鋼は一般の鋼(鉄)と比較すると極めて優れた耐食性(材料が腐食作用に耐える性質)を有する材料です。クロム含有量を10.5%以上、炭素含有率を1.2%以下とし、耐食性を向上させた合金鋼をステンレス鋼といいます。
環境にもよりますが、ステンレスがより良い耐食性を持っているのは、その表面に作られているクロムの酸化被膜(一般に不動態皮膜と呼ばれる)の作用によるものです。
ステンレスの耐食性
イオン化傾向
そもそも錆とは金属が空気中の酸素や水分と反応して酸化することによって発生するものです。金属のなかには、常温の大気や水と反応するものもあれば、酸としか反応しないものもあり、金属の種類によって化学反応の起こりやすさ(イオン化のしやすさ・イオン化傾向)は異なります。
不動態皮膜
Au(金)やPt(白金)などの貴金属が、「化学反応を起こさない」ことで優れた耐食性を有するのに対して、ステンレスは大気中で酸化し、「不動態皮膜」という保護膜が表面に出来ることで耐食性を維持しています。この「不動態被膜」は傷がついてもすぐに再生されるという性質を持っています。
ステンレスの腐食性
ステンレス鋼は、大気中で酸化し「不動態皮膜」という保護膜が表面にできることで耐食性を維持しています。通常われわれが使用する中性の水環境において、ステンレス鋼はほとんど腐食しません。しかしステンレス鋼であっても腐食が発生する場合があります。
その一因として挙げられるのは塩化物イオン(Cl⁻)の存在です。使用環境中に塩化物イオンが存在すると、不動態皮膜が局部的に破壊され、この部分に穴があいたり(孔食)、応力が掛かっている状態では割れを生ずる(応力腐食割れ)引き金となることがあります。
・身近な塩化物イオンはどこにあるでしょうか?
塩化物イオンは私たちの身近な所にも存在しています。最初にイメージするのは、おそらく食卓にあるような食塩や、海水だと思います。それ以外にも塩素系の漂白剤や、融雪剤・凍結防止剤等様々なところに塩化物イオンは存在します。
海水に直接触れていなくても、潮風によって塩化物イオンが付着することもありますし、塩化物イオンが含まれている化学製品が付着することもあります。このように海以外のところでも、思いがけないところでステンレスの腐食が起こる場合もあります。