なぜステンレスは腐食するのか？原因を徹底解説

2025年2月12日

ステンレスは、その耐久性と美しい外観から多くの場面で利用されていますが、実は腐食の可能性を秘めています。「なぜステンレスは腐食するのか？」という疑問を持つ方も多いのではないでしょうか。この問題を深掘りすることで、あなたのステンレス製品を長持ちさせるための知識を得ることができます。

本記事では、ステンレスが腐食する理由について詳しく解説し、そのメカニズムや影響を理解することで、日常生活に役立てるための情報を提供します。腐食の原因はただ一つではなく、さまざまな要因が複雑に絡み合っています。特に、環境や使用条件によって腐食のリスクが大きく変わることもあるため、注意が必要です。

「ステンレス製品があるのにどうして腐食するの？」と疑問を抱いている方、また、より良い製品選びやメンテナンス方法を知りたい方にとって、本記事は有益なガイドとなるでしょう。ステンレスの持つ魅力を最大限に引き出すため、ぜひ読み進めてください。

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1. ステンレス　腐食する理由とは？

1-1. ステンレス鋼の基本的な特性

ステンレス鋼は、鉄を主成分とし、クロムを約10.5%以上含んでいる鋼の一種です。クロムが酸素と反応して表面に酸化クロムの薄い層を形成し、この層が鋼を保護するため、一般的には耐腐食性が非常に高いという特徴があります。このため、ステンレス鋼は食品業界や医療機器、建築などさまざまな分野で使用されています。その他にも、耐熱性や強度にも優れており、一般的な鉄鋼よりも長期間にわたりその性能を維持します。

1-2. 腐食のメカニズム

ステンレス鋼の腐食は、通常の鉄鋼に比べて発生しにくいとされていますが、環境条件や製品の使用状況によっては腐食が進行することがあります。ステンレス鋼表面の酸化クロム層は非常に薄く、通常はそれが保護膜として機能しますが、以下のような要因によって腐食が引き起こされます：

不純物や溶接: 溶接部で発生する熱や不完全な溶接によって、局所的にクロムの割合が減少し、腐食が進むことがあります。

塩分や酸性環境: 高濃度の塩分や酸性の物質にさらされると、酸化クロム層が破壊され、内部の鉄分が酸化しやすくなります。

機械的ダメージ: 表面に傷がつくと、酸化クロム層が破れ、腐食が進行する場合があります。

2. ステンレス　腐食する理由に基づく腐食の種類

2-1. 一般的な腐食

一般的な腐食は、ステンレス鋼の表面に均等に腐食が発生するもので、通常、酸化クロム層が破壊されることなく進行します。このタイプの腐食は、特に湿度が高い環境や酸性の水分、塩分を含んだ空気にさらされることで発生します。表面全体に錆が広がり、見た目にも腐食の進行が確認できますが、耐腐食性を持つため、進行速度は比較的遅いです。

2-2. 孔食

孔食は、ステンレス鋼表面に小さな穴が開く現象で、特に塩分や酸、アルカリに強く反応する部位で発生します。この腐食は、表面の酸化クロム層が局所的に破壊され、酸性環境や塩分の影響を受けやすい部分にピンホール状の穴ができることによって起こります。孔食は非常に危険で、金属内部に広がる前に表面に小さな穴ができるため、早期に対処しないと素材全体の強度に大きな影響を及ぼすことがあります。

2-3. ストレス腐食割れ

ストレス腐食割れ（SCC）は、ステンレス鋼が引張応力と腐食環境が同時に作用することによって発生する割れのことです。この腐食は、通常、ステンレス鋼が高温や塩分、酸性の環境下で使用される際に問題となります。応力が加わると、表面の酸化クロム層が破壊され、金属の結晶粒間に亀裂が進行するため、割れが広がります。この割れは外観ではほとんど確認できず、内部で進行するため、破損が発生するまで気づかれにくいという特性があります。

3. ステンレス　腐食する理由を理解した上での孔食防止策

3-1. 環境管理

孔食の防止には、ステンレス鋼が曝露される環境を適切に管理することが重要です。特に、塩分を含んだ湿度が高い場所や酸性環境では孔食が発生しやすくなるため、環境をコントロールすることが求められます。以下の対策が有効です：

湿度管理: 湿気の多い場所では湿度を管理し、ステンレス鋼が過度に水分に曝されないようにします。
塩分の管理: 塩分や化学物質が付着しないよう、定期的に洗浄を行い、塩分が溜まらないようにします。
温度管理: 高温多湿な環境は腐食を促進するため、温度のコントロールが重要です。

3-2. 表面処理技術

表面処理は、ステンレス鋼の耐腐食性を高めるための有効な手段です。酸化クロム層の保護を強化し、孔食を防ぐために以下の技術が使用されます：

コーティング: ポリエステルやエポキシなどの耐腐食性の高いコーティングを施し、物質が直接接触しないようにします。

パッシベーション処理: 酸処理を行うことで、ステンレス鋼表面の酸化膜を強化し、腐食に対する耐性を向上させます。

クロムメッキ: クロムを表面にメッキすることで、酸化クロム層を補強し、孔食のリスクを減少させます。

4. ステンレス　腐食する理由を踏まえた防止方法

4-1. 適切な材料選定

ステンレス鋼の腐食を防ぐためには、使用する環境や条件に適した材料を選定することが重要です。以下のポイントを考慮して材料を選ぶことで、腐食のリスクを減らすことができます：

耐食性の高いグレードを選定: 腐食が予測される環境においては、より耐食性が強いステンレス鋼（例えば、304や316グレード）を選定します。特に塩水や酸性環境には316のようなモリブデンを含むタイプが有効です。
合金成分の選択: 合金成分や含有する元素（例えば、ニッケルやクロム）の比率を調整し、特定の腐食環境に強い材料を選定します。