(57)【要約】【課題】本発明は、電解質接触乾湿環境での鋼板の耐食性の評価を短期間で簡易に行うことが可能な鋼板の耐食性評価方法、耐食性元素の選定方法およびそれを用いた耐食性鋼板を提供する。【解決手段】鋼板に対して、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOHのいずれか一種以上からなる鉄さびを接触させる。次いで、前記鋼板および前記鉄さびに対して、電解質もしくは電解質を模擬した物質に接触した状態で、温度と相対湿度を変化させて設定した乾燥工程及び湿潤工程からなるサイクルを１回以上行う。次いで、前記鉄さびの還元の程度から前記鋼板の耐食性を評価する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質に接触する環境で使用される鋼板の耐食性評価方法であり、
前記鋼板と、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOHのいずれか一種以上からなる鉄さびを接触し、
次いで、前記鋼板および前記鉄さびに対して、前記電解質もしくは前記電解質を模擬した物質に接触した状態で、温度と相対湿度を変化させて設定した乾燥工程及び湿潤工程からなるサイクルを１回以上行い、
次いで、前記鉄さびの還元の程度から前記鋼板の耐食性を評価することを特徴とする鋼板の耐食性評価方法。
【請求項２】
乾燥工程及び湿潤工程を繰り返す前記サイクルは、臨界相対湿度より低い湿度雰囲気と臨界相対湿度より高い湿度雰囲気を繰り返し変化させることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の耐食性評価方法。
【請求項３】
前記鋼板を粉末にし、次いで、前記粉末と、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOHのいずれか一種以上からなる鉄さびを混合することを特徴とする請求項１または２に記載の鋼板の耐食性評価方法。
【請求項４】
Fe3O4の量変化から前記鋼板の耐食性を評価することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼板の耐食性評価方法。
【請求項５】
前記鋼板には、Cu、Ni、Cr、P、Mo、W、Sn、Sb、Nb、Co、Ti、REMのいずれか一種以上からなる元素が添加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼板の耐食性評価方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の耐食性評価方法により得られる結果をもとに、Cu、Ni、Cr、P、Mo、W、Sn、Sb、Nb、Co、Ti、REMからなる元素の中から鋼板に添加される一種以上の耐食性元素を決定することを特徴とする耐食性元素の選定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の耐食性元素の選定方法により決定される耐食性元素が添加されていることを特徴とする耐食性鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板の耐食性評価方法、耐食性元素の選定方法およびそれを用いた耐食性鋼板に関するものである。特に、合金元素を添加した鋼板の耐食性評価方法、耐食性元素の選定方法およびそれを用いた耐食性鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板はその使用において種々の環境にさらされるため、その環境での耐食性は、鋼板にとって重要な性能の一つである。近年は、飛来塩分にさらされる橋梁や海上構造物など、電解質に接触した状態で乾燥状態と湿潤状態を繰り返す環境（以下、電解質接触乾湿環境と称することもある）で使用される鋼板も増えてきており、そのような環境でより耐食性に優れた鋼板の開発が望まれている。
【０００３】
耐食性に優れた鋼板かどうかは、一般的に実際の環境である屋外での暴露試験によって評価される。しかし、屋外での暴露試験は、数年単位の長時間を必要とするため、材料評価の効率が著しく悪い。さらに、鋼板の開発においては、複数の鋼板の環境に対する耐食性を調べ、その結果に基づき鋼板の順位付けを行う必要がある。
【０００４】
上記を受けて、耐食性の評価を短時間で行うこと、さらには複数の鋼板の環境に対する耐食性の順位付けを短期間で行うことが、開発の方向性決定や組成成分の詳細設計において非常に重要な技術となっている。
【０００５】
これまでに数多くの腐食促進試験方法が開発されてきた。例えば、JIS規格で規定されているJIS G 0573 ヒューイ試験では48hrで、JIS G0575 ストラウス試験では16hrで腐食試験が行われる。しかしながら、これらの試験は、二相系ステンレスのみに有効で有り、ごく限られた鋼板にしか適用できない。
【０００６】
特許文献1の屋内使用鋼板の耐食性評価では、56日間の試験が行われている。特許文献2の鋼板の大気腐食環境促進腐食試験では12週間の試験が行われている。特許文献3の高湿潤環境における鋼板の腐食促進試験では2016時間の試験が行われている。しかし、耐食性の評価を短時間で行うまでには至らず、鋼板の耐食性評価は時間を要するものであった。
【０００７】
さらに、今後、新たな分野の耐食材料の開発が行われる際にも、このような長期間腐食試験を複数の材料（鋼板）で行わなければならない可能性がある。
【０００８】
一方、各環境に応じた耐食性材料として、Cu、Ni、Cr、Pなどの合金成分を添加・増量して耐食性を高めた鋼板が開発されている。このように、耐食性向上には、合金元素を鋼板に添加することが有効であることが知られており、鋼板の耐食性は鋼板中の合金成分によって決まる。しかしながら、耐食性向上に効果のある元素は、腐食環境により大きく異なる。そのため、合金元素の添加の有無により耐食性を評価する際には、添加元素の異なるより多くの鋼板で腐食試験を行う必要がある。
【０００９】
以上のように、鋼板の耐食性を評価するにあたっては、時間を要し、試験水準も数多いため、膨大な労力が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2005-241400号公報
【特許文献２】特開2010-122085号公報
【特許文献３】特開2010-139450号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、電解質接触乾湿環境での鋼板の耐食性の評価を短期間で簡易に行うことが可能な鋼板の耐食性評価方法、耐食性元素の選定方法およびそれを用いた耐食性鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討を行った結果、以下の知見を得た。
電解質接触乾湿環境において、乾燥工程では腐食はほとんど進行せず、湿潤工程のカソード反応が腐食の律速工程であり、カソード反応が起こることにより鋼板中の鉄が酸化され腐食が進行していく。カソード反応としては、（１）O2+2H2O+4e-→4OH-で表される酸素の還元反応と、（２）Fe2++ 8FeOOH + 2e- → 3Fe3O4+ 4H2Oで表される3価の鉄さびの2価-3価の鉄さびへの還元反応がある。
（１）においては、腐食量は拡散層厚さ、酸素拡散定数および酸素濃度を変数にもつ酸素の拡散電流密度iLO2で決まる。しかし、検討したところ、腐食の初期段階に鋼板表面に錆層が一旦形成された場合、酸素の鋼板表面への拡散がかなり阻害され酸素の要因が小さくなっていくため、むしろ、（２）のカソード反応が実際の腐食速度に大きく関与していることがわかった。すなわち、電解質に接触した状態で乾燥工程と湿潤工程を繰り返す環境に曝されると、時間の経過と共に、鉄さびが形成しさび層が鋼板表面を覆っていくが、鉄さびには2価の鉄さび、3価の鉄さび、2価-3価混合の鉄さびが存在しており、この3価の鉄さびの2価-3価の鉄さびへの還元反応（ Fe2++ 8FeOOH + 2e- → 3Fe3O4 + 4H2O）が鋼板中の鉄を酸化して腐食が進行していくと考えた。
【００１３】
従来は、鋼板側が腐食によってどの程度減量したかを測定し鋼板の耐食性を評価する方法が中心であった。しかし、本発明者らは、鉄さびの還元反応の観点から検討を重ねた結果、鉄さびがどの程度還元されているかを測定することにより、鋼板の耐食性を評価できることを見出した。
【００１４】
また、耐食性評価対象である鋼板を、板形状でもしくは粉末形状で人工的なさびと共存させ、鋼板を使用する環境の電解質もしくはその電解質を模擬した物質に接触した状態で、乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すサイクルを１回以上行った後に、人工的なさびの組成を同定し、どの程度還元されているかを評価することで、鋼板の酸化されにくさ、すなわち、耐食性を評価できることを見出した。そして、以上の知見により、本発明を完成するに至った。
【００１５】
本発明は上記知見に基づくものであり、特徴は以下の通りである。
［１］電解質に接触する環境で使用される鋼板の耐食性評価方法であり、前記鋼板と、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOHのいずれか一種以上からなる鉄さびを接触し、次いで、前記鋼板および前記鉄さびに対して、前記電解質もしくは前記電解質を模擬した物質に接触した状態で、温度と相対湿度を変化させて設定した乾燥工程及び湿潤工程からなるサイクルを１回以上行い、次いで、前記鉄さびの還元の程度から前記鋼板の耐食性を評価することを特徴とする鋼板の耐食性評価方法。
［２］前記［１］に記載の鋼板の耐食性評価方法であって、乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すサイクルは、臨界相対湿度より低い湿度雰囲気と臨界相対湿度より高い湿度雰囲気を繰り返し変化させることを特徴とする鋼板の耐食性評価方法。
［３］前記［１］または［２］に記載の鋼板の耐食性評価方法であって、鋼板を粉末にし、次いで、前記粉末と、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOHのいずれか一種以上からなる鉄さびを混合することを特徴とする鋼板の耐食性評価方法。
［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の鋼板の耐食性評価方法であって、Fe3O4の量変化から鋼板の耐食性を評価することを特徴とする鋼板の耐食性評価方法。
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載の鋼板の耐食性評価方法であって、鋼板には、Cu、Ni、Cr、P、Mo、W、Sn、Sb、Nb、Co、Ti、REMのいずれか一種以上からなる元素が添加されていることを特徴とする鋼板の耐食性評価方法。
［６］前記［１］〜［５］のいずれかに記載の耐食性評価方法により得られる結果をもとに、Cu、Ni、Cr、P、Mo、W、Sn、Sb、Nb、Co、Ti、REMからなる元素の中から鋼板に添加される一種以上の耐食性元素を決定することを特徴とする耐食性元素の選定方法。
［７］前記［６］に記載の耐食性元素の選定方法により決定される耐食性元素が添加されていることを特徴とする耐食性鋼板。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、鋼板の耐食性の評価を短期間で精度良く行うことができる。短期間で評価できるため、実構造物への適用が早期に判断できるという経済上の効果がある。
電解質接触乾湿環境で使用される合金元素を添加した鋼板の耐食性に関し、複数の鋼板の耐食性の相対比較を短期間で行うことができる。これにより、従来、耐食性の比較をするために行っていた長期間の試験が必要な暴露試験、腐食促進試験もしくは腐食再現試験を省くことができる。
実際の腐食環境での実暴露試験を行う前に、添加する耐食性元素を簡易に選定することができるため、実暴露試験を簡素化、簡便化することができる。また、耐食性鋼板の開発のスピードアップに繋がる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１８】
本発明において、耐食性評価対象となる鋼板は、飛来塩分にさらされる橋梁や海上構造物など電解質接触乾湿環境で使用される鋼板である。
【００１９】
鋼板の耐食性を評価するにあたっては、鋼板の表面状態はスケールなどがないこと、目視でさびが発生していないことが好ましい。また、表面研磨・研削や、エタノールやアセトンなどによる溶剤脱脂により汚れや油脂をとることが好ましい。
【００２０】
また、評価する際に、鋼板を粉末の形態にして用いることができる。粉末の方が板形状より表面積が大きいため、粉末の状態で評価試験を行うことでより正確な評価を行うことができる。さらに、粉末で評価する場合、より正確な評価を行う点から粉末は平均粒径100μm以下が好ましい。平均粒径の下限は試験開始前に空気中で酸化してしまうのを防ぐため、10μmが好ましい。なお、平均粒径は、走査電子顕微鏡もしくは光学顕微鏡を用いて
粉末を観察し、任意に１００個の粉末（粒子）を選び、その直径を求め、それらを算術平均したものである。なお粉末（粒子）は球形でないため、その最も長い径をその粉末（粒子）の直径とする。
【００２１】
以上からなる鋼板に対して、本発明では、まず、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOHのいずれか一種以上からなる鉄さびを接触し、次いで、前記鋼板および前記鉄さびに対して、電解質もしくは電解質を模擬した物質に接触した状態で、温度と相対湿度を変化させて設定した乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すことを１サイクルとし、このサイクルを１回以上行い、次いで、鉄さびの還元の程度から鋼板の耐食性を評価する。
【００２２】
鋼板と鉄さびとの接触方法について説明する。例えば、耐食性の評価に使用する容器の底に鋼板を設置した後、鉄さびを入れる。還元の程度の対象となる鉄さびは、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOHのいずれか一種以上からなる。また、鉄さびとしては、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOHもしくはそれらを含んだ非晶質さびを用いることができる。鋼板と鉄さびが接触していれば、その量関係に依らず、鉄さびの還元反応の程度を評価可能だが、試験後の鉄さびの分析のために、鉄さびが0.1g以上好ましくは0.3g以上採取できる量とすることが好ましい。また、発明者らが検討を重ねた結果、板形状で鋼板の耐食性を評価する場合は、鋼板の表面積1cm2あたり、鉄さびを0.05〜0.5g接触することが好ましいことがわかった。また、粉末で鋼板の耐食性を評価する場合は、重量比で鋼板粉末：鉄さび=1:1〜1:5で混合することが好ましいこともわかった。
【００２３】
鉄さびと接触した鋼板に対して、実際の環境で鋼板が接触する電解質もしくは前記電解質を模擬した物質に接触した状態で、温度と相対湿度を変化させて設定した乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すことを１サイクルとし、このサイクルを１回以上行う。例えば、電解質もしくはその電解質を模擬した物質を容器の中の鋼板上に載せられた鉄さびに接触させ、次いで、容器を恒温恒湿槽に静置して乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すサイクルを１回以上行う。あるいは、使用する容器底に鋼板を設置した後、その上に鉄さびと電解質もしくはその電解質を模擬した物質を混合したものを載せ、上記と同様に恒温恒湿槽にて乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すサイクルを１回以上行うこともできる。また、鋼板を粉末の形態にして評価に用いる場合には、あらかじめ粉末と鉄さびと電解質もしくはその電解質を模擬した物質を混合し容器内に入れることもできる。
【００２４】
また、実際の環境で鋼板が接触する電解質とは、鋼板を使用する環境の電解質を実際に採取した電解質のことである。電解質を模擬した物質とは、実際の使用環境でドライガーゼなど電解質が付着する治具を仕掛け、1ヶ月間、雨水などの水分に電解質が洗い流されない環境に治具を置き、その後ドライガーゼを分析し、その電解質のイオン組成比になるように試薬を調合し、蒸留水に溶かした後、水分を蒸発させ生成した電解質のことである。
【００２５】
電解質の量は特に限定しない。しかし、電解質の量が少なすぎると湿潤工程においても潮解による結露が少なく、腐食があまり進まない場合がある。一方で、電解質の量が多すぎると結露が多すぎ、乾燥工程で鉄さびが乾燥しきらない可能性がある。これらの点から、電解質の量は、鉄さびの質量：電解質の質量=5:1〜1:1が好ましい。
【００２６】
乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すサイクルは、臨界相対湿度より低い湿度雰囲気と臨界相対湿度より高い湿度雰囲気を繰り返し変化させて行うことが好ましい。湿度を調整することで乾いた状態と電解質で濡れた状態が繰り返すことになり、実際の環境をより再現することができる。
【００２７】
乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すサイクルは、乾燥工程から行っても湿潤工程から行ってもよい。湿潤工程から行う場合は、鋼板と鉄さびを接触した後、電解質溶液を鋼板と鉄さびが濡れる程度に与えてからはじめることもできる。
【００２８】
温度、湿度は使用時に想定される環境の温度、湿度を模擬すればよく、鋼板の使用環境とほぼ同等の温度と湿度を恒温恒湿槽により与えることが好ましい。湿潤工程時に、結露が、添加した鉄さび全体に及ばないようならば、温度のみを制御させることで、結露量を増やす操作を行うことができる。
【００２９】
乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すサイクルの期間について説明する。用いる電解質の腐食性により鉄さびの還元反応の速度は異なるので、まずは1日間程度とし、耐食性の傾向をより詳しく明確に評価しようとする場合は、例えば1日間を単位として、延長していくことができる。
【００３０】
乾燥工程及び湿潤工程を繰り返した後、鉄さびの還元の程度から鋼板の耐食性を評価する。上記したように本発明は 鉄さびの還元反応（Fe2+ + 8FeOOH + 2e- →3Fe3O4 + 4H2O）によって生成するFe3O4の量の比較によって鋼板の耐食性を評価するものである。例えば、乾燥工程及び湿潤工程を繰り返した後、鋼板と鉄さびが入った容器に純水を加えて、容器内の鉄さびを洗い出し、ろ過することにより鉄さびを回収する。この際に、純水で洗うことによりサンプルに付着している電解質を洗い流す。鋼板を粉末として用いた場合には鋼板粉末および鉄さびを回収する。次いで、真空デシケーターで例えば３日間乾燥させ、乾燥後、鉄さびもしくは鋼板粉末および鉄さびを乳鉢で粉砕、均一に混合し、Fe3O4の量を分析する。
ここで、回収後の乾燥工程において、3Fe3O4+3/4O2+9/2H2O→9FeOOHからなる反応を起こし、FeOOHに再酸化してしまう場合がある。そのため、回収された鉄さびもしくは鋼板粉末および鉄さびは、Fe3O4の再酸化を防ぐため、すばやく真空デシケーターなどの脱気環境で乾燥を行うことが好ましい。好ましくは、乾燥と湿潤を繰り返す最終サイクルの湿潤工程を終了した時に、湿潤状態でサンプルを取り出し、鉄さびもしくは鋼板粉末と鉄さびの混合物を回収するのが好ましい。
【００３１】
Fe3O4の量の分析方法は特に限定しないが、粉末X線回折、蛍光X線分析、ラマン分光法、赤外分光法などFe3O4の量の相対比較が可能な分析手法を好適に用いることができる。相対比較方法としては、Fe3O4以外のものに対するFe3O4の割合で比較する、もしくは、分析に用いる試料量、分析条件などを一定にした条件で得られるピーク面積で比較するなどがあげられる。そして、Fe3O4の量変化から前記鋼板もしくは粉末の耐食性を評価する。Fe3O4の生成量が少ないほど、耐食性に優れていることになる。
【００３２】
上述したように、各環境に応じた耐食性材料として、Cu、Ni、Cr、Pなどの合金成分を添加・増量して耐食性を高めた鋼板が開発されている。しかしながら、耐食性向上に効果のある元素は、腐食環境により大きく異なる。そのため、合金元素の添加の有無により耐食性を評価する際には、添加元素の異なる多くの鋼板で腐食試験を行う必要がある。これに対して、本発明では、添加元素の異なる多くの鋼板に対して、上記の耐食性評価方法を適用することで、短時間で正確に評価でき、かつ、得られる結果をもとに、鋼板に添加される耐食性元素を決定することができる。
【００３３】
また、上記により決定される合金元素が添加されている鋼板は耐食性が優れることになる。
【００３４】
なお、本発明の鋼板の耐食性評価方法は、鋼管、条鋼等にも適用できる。例えば、パイプの耐食性を評価する場合は、パイプからサンプルとして板形状に切り出し、これを鋼板として、もしくはさらにそれを粉末化して、本発明の耐食性評価方法にて評価する。
【実施例１】
【００３５】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００３６】
（耐食性評価鋼板の準備）
耐食性を評価する鋼種として、表1に示す3種類を準備した。そして、鋼板（板形状）と鋼板粉末（鉄粉）の２つの形態で試験を行った。
鋼板粉末（鉄粉）は、市販の粒径45μm未満の平均粒径がほぼ等しい純鉄と表1に示す化学組成のプレアロイ鋼板粉末を用いた。目視で表面にさびは認められなかったため、そのまま試験に用いた。
鋼板（板形状）は、真空溶解炉で表１に示す組成（残部はFe及び不可避的不純物）になるように鋼板を溶製後、1200℃に加熱し、仕上圧延終了温度800℃で6mm厚に熱間圧延しスケールを除くためにスケール厚分(約1mm)表面を研削した後、10 mmL×10 mmW×1 mmtのサイズに切り出した。切り出した鋼板をエタノール中に浸漬し超音波照射して、鋼板表面の汚れなどを除去し清浄化した。
【００３７】
（鉄さび（α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH）の準備）
α-FeOOH、γ-FeOOHは市販の試薬を用いた。β-FeOOHは、塩化第二鉄・六水和物を1Lの蒸留水に30g溶解させた後、尿素を10g溶解させて、5hゆっくり加熱し、90℃で保持し、次いで、沈殿物を吸引ろ過後、蒸留水で洗浄し、真空乾燥して作成した。 
【００３８】
（耐食性評価試験）
上記寸法の各鋼板1枚と各鉄さび（α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH）0.1g、各鋼板粉末（鉄粉）0.1gと各鉄さび（α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH）0.3gの各々を、40Φ×100 mmのガラス容器に入れ、電解質0.1ｇをさらに加え、薬さじにより、鉄さびと電解質、もしくは鋼板粉末（鉄粉）と鉄さびと電解質を混合した。鋼板を用いた際には、鋼板を水平に置き、その上に鉄さびと電解質を載せ接触させた。本実施例では一般的な大気腐食環境等を想定して、電解質として塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、硫酸ナトリウム、人工海塩を用いた。人工海塩は、海水中の電解質を模した電解質混合物であり、八洲薬品（株）製アクアマリン人工海水キット（成分は、塩化マグネシウム（6水塩）222.23ｇ、塩化カルシウム（2水塩）30.70ｇ、塩化ストロンチウム（6水塩）0.85ｇ、塩化カリウム13.89ｇ、炭酸水素ナトリウム4.02ｇ、臭化カリウム2.01ｇ、ホウ酸0.54ｇ、フッ化ナトリウム0.06ｇ、塩化ナトリウム490.68ｇ、硫酸ナトリウム（無水）81.88ｇを混合したもの）を用いた。さらに、これらのガラス容器を恒温恒湿槽に静置して乾燥工程及び湿潤工程を繰り返すサイクル試験（以下、略して乾湿繰り返し試験と称す）を行った。
乾湿繰り返し環境としては、下記の2種類を行った。
（１）60℃、 35%RHで3h保持の後、1時間かけて40℃、95%RHの雰囲気とし、そこで3h保持した後、また１時間かけて60℃、 35%RHの雰囲気に戻すというサイクルで1日3サイクル
（２）40℃、 35%RHで3h保持の後、1時間かけて20℃、 95%RHの雰囲気とし、そこで3h保持した後、また１時間かけて40℃、 35%RHの雰囲気に戻すというサイクルで1日3サイクル
上記（１）の環境では、1日間もしくは3日間、乾湿繰り返し試験を行い、上記（２）の環境では、3日間、乾湿繰り返し試験を行った。それぞれの乾湿繰り返し試験において、最終サイクルの湿潤工程終了時（95%RHの雰囲気で３時間保持した後）に容器を取り出し、容器内の鉄さび、もしくは、鋼板粉末（鉄粉）および鉄さびを純水にて洗い流し出しろ過することによって回収した。この際、電解質は純水に溶解し、ろ液側に移行した。
【００３９】
次いで、回収した鉄さび、もしくは、鋼板粉末（鉄粉）および鉄さびを真空デシケーターで3日間乾燥させた。乾燥後、鉄さび、もしくは、鋼板粉末（鉄粉）および鉄さびを乳鉢で粉砕、均一に混合し、X線回折（XRD）に供した。
試験前の初期状態サンプルとして、各試験において、乾湿繰り返し試験を開始する直前の容器より、上記と同様にして、鉄さびもしくは鋼板粉末（鉄粉）および鉄さびを回収してXRDに供するサンプルを作製し、それぞれのサンプルについて、XRD を測定した。XRDにおいて、2θ=30°のFe3O4のピーク面積の大きさを測定した。ピーク面積はCounts/s×dθの積分値として計算した。１日間および３日間の乾湿繰り返し試験を行ったもののピーク面積と初期状態サンプルのピーク面積を比較して、増分を試験によるFe3O4生成量（増加量）として、表２に記載した。また、各条件において、鉄さび（α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH）ごとに、Fe3O4の生成量が少ない順に鋼種に順位付けを行った。そして、同一の条件において、鋼種の順位付けが鉄さびの種類によらず全てにおいて一致した場合に、その順位付けを「耐食性ト−タル評価」とした。得られた結果を表２に示す。なお、XRD の際のFe3O4の標準物質としては市販の試薬を用いた。
【００４０】
（従来法による耐食性評価試験）
比較として従来法である、環境にさらしたときの鋼板の腐食重量の測定による評価を行った。評価鋼板として、上記寸法の各鋼板につき、初期重量を測定した後、上記（１）（２）の乾湿繰り返し環境に、各条件３枚ずつ、それぞれ、３日間、１４日間、２８日間さらした。サンプルは雰囲気との接触面積が1cm2の面積となるように、シールを施してその上に、電解質を0.1ｇ載せ、乾湿繰り返し試験に供した。その後、鋼板を取り出し、表面の浮いたさびを刷毛で落とし、回収後、固着したさびをスクレーパで削り落とし回収した。次いで、さびを除去した後の鋼板の重量測定を行った。得られた重量と初期重量との差より腐食量を求め、各３枚の平均値を求め平均腐食量とした。重量法の重量測定の際には、0.1mgまで測定可能な電子天秤を用いた。平均腐食量が少ないものほど耐食性が優れるとして、鋼種に順位付けを行った。得られた結果を表３に示す。
【００４１】
また、実際の「耐食性評価」として、上記の従来法による耐食性評価試験と同じ条件で乾湿繰り返し試験を１年間行ない、同様の方法にて鋼板の平均腐食量を求め、実際の長期耐食性の順位を求めた。結果を表４に示す。
【００４２】
【表１】
2014206526.tif 000002
【００４３】
【表２】
2014206526.tif 000003
【００４４】
【表３】
2014206526.tif 000004
【００４５】
【表４】
2014206526.tif 000005
【００４６】
（結果）
従来の方法では、２８日後の鋼種の耐食性順位の結果は、乾湿繰り返し環境（１）（２）のいずれの場合も実際の長期耐食性の順位と同じであった。すなわち、２８日後の鋼種の耐食性順位が実際の長期耐食性の順位と一致し正しく評価できていた。すなわち、従来の方法では、耐食性を評価するのに２８日間かかることがわかる。
本発明例では、どの環境においても、３日後の鋼種の順位付けが鉄さび３種類で一致しており、実際の長期耐食性の順位と一致する結果が得られていることが分かる。とくに、鋼板粉末を用いた試験においては、１日後の鋼種の順位付けが実際の長期耐食性の順位と一致し良好な結果が得られている。さらに、鋼板の形状、鉄さび種によらず、同様の環境に対して鋼種の順位付けが全て一致している。以上より、本発明では、短期間にかつ正確に鋼板の耐食性を評価できることがわかる。
なお、本実施例では、鋼板もしくは鋼板粉末（鉄粉）を用いて鉄さびの還元の程度を評価した。XRDのピークの大きさから、鋼板と鉄さびの反応によるFe3O4の生成は鋼板粉末（鉄粉）と鉄さびの反応によるFe3O4の生成より少なかった。これは、鋼板の表面積が鋼板粉末（鉄粉）の表面積よりも小さいためと考えられる。この結果から、より一層正確な評価を行う場合には、鋼板粉末（鉄粉）が好ましいことがわかる。
また、上記結果より、今回用いた電解質と接触する環境（１）や環境（２）で鋼板を使用する場合には、耐食性元素としてCr-Moを選定すればよく、Cr-Moを添加した鋼板は耐食性に優れることになる。また、電解質として人工海塩を用いた場合の結果は、飛来塩分にさらされる環境を模しているため、飛来塩分にさらされる環境においても、耐食性元素としてCr-Moを選定すればよく、Cr-Moを添加した鋼板は耐食性に優れることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
飛来塩分にさらされる橋梁や海上構造物などに使用する鋼板およびその鋼板の設計・開発に対して好適である。