工業材料の腐食特性

　

腐食　金属と周辺環境に起こる化学作用のこと。結果とし金属の性質を変化さてわけだが、悪影響を与えていることが多く、一般的には錆びが発生していなくても少しずつその材質を消耗していく様子を示す さび　腐食と混合されてしようされているが、主に水和鉄酸化物から構成される肉眼でも見える、腐食生成物を示す。 腐食は主に酸性、アルカリ性環境のもとで起こり、中性下で腐食が起こるのは裸使用の鉄だけである。

工業材料の耐性
ステンレス鋼	鉄にCrを加えたものを一般的にステンレスと呼ぶ。 CrはFeと対照的に高アルカリ、高酸性の中以外では耐食的である。Feに１２％以上のCrを合金することで同じ状態を再現できる。 代表的なＳＵＳ３０４は１８％のＣｒを含んでいる。
アルミニウム	自然環境下においてはほとんど腐食することはない。特にＡｌ、Ａｌ-Ｍｇ、Ａ-ｌＭｎ系が優れている。ただし、アルカリ性には著しく弱く、ｐＨ１２以上のコンクリート、セメント、モルタル等の環境中ではカソード腐食を引き起こす。
チタン	重量が軽く、強度があり、さらに耐腐食性もあるが経済的には高コストなので一般に広くは普及していない。 広い条件下で高い耐食性を発揮し、酸化性環境で良好な耐食性を示す。

代表的なステンレスの特徴
SUS304	最も普及している。18Cr-9Ni鋼
SUS316	SUS304 にNi増量　Mo添加してさらに耐食性を向上させた材料。特に耐硫酸性、耐局部腐食性に優れる。18Cr-12N-2.5Moi鋼
SUS316L	SUS316から炭素成分を少なくして溶接性を向上させたもの。Ｃの低減は溶接中の熱によるＣｒ炭化物の析出を抑制する効果がある。
SUS317	SUS316のMo量を高め、耐酸性をさらに改良したものです。用途は、耐酸性が必要な化学工業設備などです。
SUS317L	SUS316のMo量を高め、耐酸性をさらに改良したものです。極低炭素型なので溶接のまま使用できます。用途は、耐酸性が必要な化学工業設備などです。
SUS430	17Crのステンレスでニッケルがないので安価。しかし溶接性は悪く、構造部には使用しにくい。

強酸に対する耐性
硫酸	ＳＵＳ３０４では低濃度、高濃度域の硫酸中で腐食が起こる。しかし、適度の酸化剤がある場合には中濃度の硫酸でも腐食が起こる。 常温で中濃度でも腐食を起こさないステンレスとして、20Cr-30Ni-Cu-Moがある。
硝酸	ＳＵＳ３０４では腐食するので、20Cr-30Niなどが使用される。
塩酸	３つの中でも最も腐食が起こりやすく、経済的な意味でにあまりステンレスを使用されることがすくない。有機系材料が多くで使われている。

ステンレス鋼の化学成分　％
	ＪＩＳ 相当記号 （鋼種）	Ｃ	Ｓｉ	Ｍｎ	Ｐ	Ｓ	Ｎｉ	Ｃｒ	Ｍｏ	その他
オ ｜ ス テ ナ イ ト 系	S U S 3 0 3	≦0.15	≦1.00	≦2.00	≦0.20	≦0.15	8.00 〜10.00	17.00 〜19.00	≦0.60	−
	S U S 3 0 4	≦0.08	≦1.00	≦2.00	≦0.045	≦0.030	8.00 〜10.50	18.00 〜20.00	−	−
	S U S 3 0 4 L	≦0.030	≦1.00	≦2.00	≦0.045	≦0.030	9.00 〜13.00	18.00 〜20.00	−	−
	S U S 3 1 6	≦0.08	≦1.00	≦2.00	≦0.045	≦0.030	10.00 〜14.00	16.00 〜18.00	2.00 〜3.00	−
	S U S 3 1 6 L	≦0.030	≦1.00	≦2.00	≦0.045	≦0.030	12.00 〜15.00	16.00 〜18.00	2.00 〜3.00	−
	S U S 3 1 7	≦0.08	≦1.00	≦2.00	≦0.045	≦0.030	11.00 〜15.00	18.00 〜20.00	3.00 〜4.00	−
	S U S 3 1 7 L	≦0.030	≦1.00	≦2.00	≦0.045	≦0.030	11.00 〜15.00	18.00 〜20.00	3.00 〜4.00	−
	S U S 3 2 1	≦0.08	≦1.00	≦2.00	≦0.045	≦0.030	9.00 〜13.00	17.00 〜19.00	−	Nb≧5×C%
	S U S 3 4 7	≦0.08	≦1.00	≦2.00	≦0.045	≦0.030	9.00 〜13.00	17.00 〜19.00	−	Nb≧10×C%
フ ェ ｜ ラ イ ト 系	S U S 4 0 5	≦0.08	≦1.00	≦1.00	≦0.040	≦0.030	≦0.60	11.50 〜14.50	−	AL:0.10〜0.30
	S U S 4 1 0 L	≦0.030	≦1.00	≦1.00	≦0.040	≦0.030	≦0.60	11.00 〜13.50	−	−
	S U S 4 3 0	≦0.12	≦0.75	≦1.00	≦0.040	≦0.030	≦0.60	16.00 〜18.00	−	−
	S U S 4 3 4	≦0.12	≦1.00	≦1.00	≦0.040	≦0.030	≦0.60	16.00 〜18.00	0.75 〜1.25	−
マ ル テ ン サ イ ト 系	S U S 4 0 3	≦0.15	≦0.50	≦1.00	≦0.040	≦0.030	≦0.60	11.50 〜13.00	−	−
	S U S 4 1 0	≦0.15	≦1.00	≦1.00	≦0.040	≦0.030	≦0.60	11.50 〜13.50	−	−
	S U S 4 1 6	≦0.15	≦1.00	≦1.25	≦0.060	≦0.15	≦0.60	12.00 〜14.00	≦0.60	−
	S U S 4 3 1	≦0.20	≦1.00	≦1.00	≦0.040	≦0.030	1.25 〜2.50	15.00 〜17.00	−	−
	S U S 4 4 0 F	0.95 〜1.20	≦1.00	≦1.25	≦0.060	≦0.15	≦0.60	16.00 〜18.00	≦0.75	−

ステンレス鋼の機械的・物理的・特性性質
ＪＩＳ相当記号 （鋼種）	引張 強さ Ｎ/�o2	耐力 Ｎ/�o2	伸び ％	硬さ HＢ	絞り ％	密度 kg/m3	比熱 100℃ KJ/kg･K	熱伝導率 (0〜100℃) W/m･K	熱膨張 係数 (0〜100℃) ×10-6	磁性
S U S 3 0 3	≧520	≧205	≧40	≧187	≧50	7930	0.50	16.3	17.2	常磁性
S U S 3 0 4	≧520	≧205	≧40	≧187	≧60	7930	0.50	16.3	17.3	常磁性
S U S 3 0 4 L	≧480	≧175	≧40	≧187	≧60	7930	0.50	16.3	17.3	常磁性
S U S 3 1 6	≧520	≧205	≧40	≧187	≧60	7930	0.50	16.3	15.9	常磁性
S U S 3 1 6 L	≧480	≧175	≧40	≧187	≧60	7980	0.50	16.3	15.9	常磁性
S U S 3 1 7	≧520	≧205	≧40	≧187	≧60	7980	0.50	16.3	15.9	常磁性
S U S 3 1 7 L	≧480	≧175	≧40	≧187	≧60	7980	0.50	16.3	15.9	常磁性
S U S 3 2 1	≧520	≧205	≧40	≧187	≧50	7930	0.50	16.2	16.6	常磁性
S U S 3 4 7	≧520	≧205	≧40	≧187	≧60	7980	0.50	16.2	16.6	常磁性
S U S 4 3 0	≧450	≧205	≧22	≧183	≧50	7700	0.46	26.3	10.4	常磁性
S U S 4 0 3	≧590	≧390	≧25	≧170	≧55	7750	0.46	25.1	9.9	常磁性
S U S 4 1 0	≧540	≧345	≧25	≧159	≧55	7750	0.46	25.1	9.9	強磁性
S U S 4 1 6	≧540	≧345	≧17	≧159	≧45	7750	0.46	25.1	9.9	強磁性
S U S 4 3 1	≧780	≧590	≧15	≧229	≧40	7750	0.46	20.3	10.2	強磁性

　

種類	チタンの化学成分 （JIS? H4600)
	化学成分（％）
	H	O	N	Fe	Ti
1種	0.013以下	0.15以下	0.05以下	0.20以下	残部
2種	0.013以下	0.20以下	0.05以下	0.25以下	残部
3種	0.013以下	0.30以下	0.07以下	0.30以下	残部

種類	チタンの物理的・機械的性質 （JIS? H4600）
	機械的性質
	引張強さ（kgf/�o2）	耐　力（kgf/�o2）	伸び（%）	曲げ試験
1種	28〜42	17以上	27以上	厚さの2倍/180°
2種	35〜52	22以上	23以上	厚さの2倍/180°
3種	49〜63	35以上	18以上	厚さの3倍/180°

腐食環境 （触媒）	濃度 （％）	温度 （℃）	SUS304	SUS316	SUS430
亜硝酸	5%溶液	20	Ａ	Ａ	Ａ
アセトン		沸　騰	Ａ	Ａ	−
		20	Ａ	Ａ	B
亜硫酸	飽　和	20	Ｃ	※ Ａ	Ｃ
	スプレー	20	※ D	※ D	−
アンモニア	ガ　ス	20〜310	Ａ	Ａ	Ａ
アンモニア水	飽　和	20〜100	Ａ	Ａ	D
インク			※ Ａ	Ａ	Ｃ
エチルアルコール		20〜沸騰	Ａ	Ａ	Ａ
塩 酸	全濃度	20〜沸騰	E	E	E
海 水			※ Ａ	※ Ａ	Ｃ
果 汁			Ａ	Ａ	Ａ
過酸化水素		20	B	Ａ	B
カセイソーダー	50	20	Ａ	Ａ	Ａ
	融　体	320	Ｃ	Ａ	D
ガソリン		20	Ａ	Ａ	Ａ
現像液		20	Ａ	Ａ	Ｃ
炭酸ソーダ	5〜50	20	Ａ	Ａ	Ａ
	5〜50	沸　騰	Ａ	Ａ	Ａ
定着液		20	※ Ａ	Ａ	Ｃ
クロロ フォルム		20	Ａ	Ａ	Ａ
酢酸	5	沸　騰	Ｃ	B	−
	80	20	Ａ	Ａ	−
	80	沸　騰	D	B	−
	100	20	Ａ	Ａ	Ａ
	100	沸　騰	Ｃ	B	−
臭酸		20	D	−	D
蓚酸	5	20	Ａ	Ａ	Ａ
	5	20	Ａ	Ａ	B
	10	沸　騰	D	Ｃ	D
硝 酸	5〜50	20	Ａ	Ａ	Ａ
	5〜50	沸　騰	Ａ	Ａ	B
	65	沸　騰	B	B	Ｃ
水酸化 ナトリウム			Ａ	Ａ	Ａ
炭酸 ナトリウム	5〜50	20	Ａ	Ａ	Ａ
	5〜50	65	Ａ	Ａ	Ａ
乳 酸	5	20	Ａ	Ａ	B
	5	沸　騰	Ａ	Ａ	B
硼 酸	5		Ａ	Ａ	Ａ
ベンゾール		20	Ａ	Ａ	Ａ
弗 酸		20	E	E	E
メチル アルコール		20	Ａ	Ａ	Ａ
	沸　騰	Ｃ	B	Ｃ
ヨード			E	D	E
燐 酸	5	20	Ａ	Ａ	B
	10　攪拌	20	Ｃ	B	Ｃ
硫 酸	5	20	Ｃ	Ａ	D
	5	沸　騰	E	Ｃ	E
	10	20		Ａ	Ｃ
	10	沸　騰	E	D	E
	50	20	D	Ｃ	−
	50	沸　騰	E	D	E

　

記号の説明
Ａ: ほぼ完全に耐える	腐食減量	0.1g/m2/hr以下
Ｂ: 十分に耐える	腐食減量	0.1〜1.0g/m2/hr
Ｃ: かなり耐える	腐食減量	1.0〜3.0g/m2/hr
Ｄ: 僅かに耐える	腐食減量	3.0〜10.0g/m2/hr
Ｅ: 耐えられない	腐食減量	10.0g/m2/hr以上

<注>　※印は乾燥すると点食を起こることを示す。