ステンレスはなぜ腐食しにくいのでしょうか？

1. ステンレスは錆びませんが、表面に酸化物を生成します。

現在市場に出回っているすべてのステンレス鋼が錆びないメカニズムは、Cr の存在によるものです。ステンレス鋼の耐食性の根本的な理由は不動態皮膜理論です。いわゆる不動態皮膜はステンレス鋼の表面にあるCr2O3を主成分とする薄膜です。この皮膜の存在により、ステンレス基板の各種媒体中での腐食が妨げられ、この現象を不動態化と呼びます。

この種の不動態膜の形成には 2 つの状況があります。 1つは、ステンレス鋼自体が自己不動態化する能力を持っていることです。この自己不動態化能力はクロム含有量の増加とともに増加するため、錆びにくくなります。もう1つのより広範な形成条件は、ステンレス鋼がさまざまな水溶液（電解質）中で腐食される過程で不動態皮膜を形成し、腐食を妨げることです。パッシベーション膜が損傷した場合でも、直ちに新たなパッシベーション膜を形成することができる。

ステンレス鋼の不動態皮膜には耐腐食性があり、次の 3 つの特徴があります。第一に、不動態皮膜の厚さは非常に薄く、クロム含有量が 10.5% 以上の条件下では一般に数ミクロンのみです。 2つ目はパッシベーション膜の比重です。基板の比重よりも大きいです。これら 2 つの特性は、不動態膜が薄くて緻密であるため、腐食性媒体が侵入して基板を急速に腐食させることが難しいことを示しています。 3つ目の特徴は、不動態皮膜のクロム濃度比が下地の3倍以上であることです。したがって、不動態皮膜は高い耐食性を有する。

2. ステンレス鋼も条件によっては腐食します。

ステンレス鋼の使用環境は非常に複雑であり、純粋な酸化クロム不動態皮膜では高い耐食性の要求を満たすことができません。したがって、使用条件に応じてモリブデン（Mo）、銅（Cu）、窒素（N）などの元素を鋼に添加し、不動態皮膜の組成を改善し、耐食性をさらに向上させる必要があります。ステンレス鋼。 Mo を添加すると、腐食生成物 MoO2- が基板の近くにあるため、集合的な不動態化が強力に促進され、基板の腐食が防止されます。 Cuの添加により、ステンレス鋼の表面の不動態皮膜にCuClが含まれ、腐食性媒体と相互作用しなくなるため、不動態皮膜が改善されます。耐食性; Nを添加すると不動態皮膜にCr2Nが濃化するため、不動態皮膜中のCr濃度が増加し、ステンレス鋼の耐食性が向上します。

ステンレス鋼の耐食性には条件があります。ステンレス鋼のブランドは、特定の媒体では耐食性がありますが、別の媒体では損傷を受ける可能性があります。同時に、ステンレス鋼の耐食性も相対的なものです。これまでのところ、あらゆる環境において完全に腐食しないステンレス鋼は存在しません。

3. 感作現象。

ステンレス鋼にはCrが含まれており、表面にクロム酸化皮膜が形成され、化学的活性が失われ、不動態化状態と呼ばれます。しかし、オーステナイト系が475～850℃の温度範囲を通過すると、CがCrと結合して炭化クロム(Cr23C6)を形成し、結晶中に析出します。そのため、粒界付近のCr含有量が大幅に減少し、Cr不足領域となる。このとき、耐食性が低下し、特に腐食環境に対して敏感になるため、鋭敏化と呼ばれます。酸化性の酸の使用環境では最も腐食しやすいです。さらに、溶接熱影響部や熱間曲げ加工部もあります。

4. それでは、ステンレス鋼はどのような状況で腐食するのでしょうか?

実際、ステンレス鋼は必ずしも錆びないわけではありませんが、同じ環境下では他の鋼よりも腐食速度がはるかに低く、無視できる場合もあります。