技術紹介

ステンレス鋼の腐食試験法
福田 敬則＊
F u k u d a Ta k a n o r i
ステンレス鋼は耐食材料として広く普及している。ステンレス鋼は腐食しない材料であるとの誤解も根強いが、腐食損傷事例も報告されている1）2）。ここでは日本工業規格（JIS）に規定されているステンレス鋼の腐食試験を紹介するとともに、腐食形態との関係を解説する。
キーワード：ステンレス鋼、腐食、試験、腐食形態、材料選定の把握が重要である。国産のステンレス鋼は品質1．はじめに管理がいきとどいているため、素材自体の不適合

日本における腐食コスト（直接・間接腐食損傷（規格外の成分組成等）が腐食損傷原因となるケー

額と腐食対策費の和）は 3 兆 9 千億円（1997 年）

スは殆どない。近年輸入されているステンレス鋼

1）で GDP の 0.77% に相当すると報告されている 。

では素材自体に問題がある場合もあり、輸入ステ

1974 年 の 報 告 で は 2 兆 6 千 億 円、GDP 比 1.72%

ンレス鋼を使用する場合は開発・設計・製造の初である。腐食コストの対 GDP 比の低下は防食技期段階で素材の品質管理を検討項目に加えること術の進歩の結果といえる。腐食コストの内訳のうが推奨される。

ち、腐食対策費に含まれる耐食材料のコストは本稿では日本工業規格（JIS）に規定されてい4,432 億円と 1974 年の 2,388 億円に比して 85% をるステンレス鋼の腐食試験を紹介し、腐食形態と超える増加率を示した。これは、ステンレス鋼にの関係を解説する。

代表される耐食材料の適用が腐食コスト総額の削2．ステンレス鋼の腐食試験法減に大きく寄与していることを示している。
2.1

ステンレス鋼は強度、加工性、溶接性に優れたステンレス鋼とは耐食材料であり、他の耐食材料（Ni 基合金、チステンレス鋼はクロム含有率を 10.5（mass%）

タン等）に比して安価であるため、装置材料とし以上、炭素含有率を 1.2（mass%）以下とし耐食て幅広く使用されている。しかし、ステンレス鋼性を向上させた合金鋼として定義され、常温におといえどもその耐食性には限界があり腐食損傷例

ける組織によってマルテンサイト系、フェライトも数多く報告されている。腐食損傷防止のた系、オーステナイト系、オーステナイト・フェラ

めには、ステンレス鋼の耐食性能および使用環境

イト系及び析出効果系の 5 種類に分類される4）。

＊

元

研究開発事業部

2）3）

基盤技術部

部長

—43—

IIC REVIEW/2010/4. No.43

ステンレス鋼の耐食性は、基本的にはクロム含有択が可能である。また、ステンレス鋼は耐食性以の効果により表面に不動態皮膜が形成されること外に優れた低温特性、高温強度、耐火性、意匠性、に起因する。ステンレス鋼はさまざまな種類が規加工性等を有している。このため、厨房機器、産格化されているため、材料の選択肢の幅が広い。

業機械、建築土木、精密機械、輸送、家電関係と例えば、「JIS G 4305（2005）冷間圧延ステンレス

広範な産業分野で使用されている。ここ 10 年間

鋼板及び鋼帯」では 61 鋼種が規格化されており、

5）
5）では自動車関連（図 1）、家電関連（図 2）での耐食性能、強度、コスト等を念頭とした材料の選需要の伸びが目立っている。

図1

図2

ステンレス鋼板の輸送器需要動向 5）ステンレス鋼板の家庭用電気機器需要動向 5）
—44—

表1

腐食形態の分類とステンレス鋼がこれらを生じる環境例
腐食形態

ステンレス鋼で生じる環境例

1.

均一腐食

表面の均一溶解硫酸中

2.

異種金属接触腐食

卑な金属の溶解加速

濃硝酸、白金と接触

3. すきま腐食

すきま部での局部侵食

塩化物水溶液

4.

孔食

孔状の侵食

塩化物水溶液5.

粒界腐食

結晶粒界の腐食

濃硝酸

6.

脱成分腐食

合金相のうち、卑な相のみ溶出―

7. エロージョン・コロージョン

保護皮膜の破壊による高速度流体

8.

割れ状に腐食（溶解）が進展

塩化物水溶液拡散性水素によるメタン形成/遅れ破壊とも呼ばれる

大気（高強度材）
高温高圧水素応力腐食割れ番外：水素脆化―：筆者は承知していない。

2.2腐食形態す。腐食試験での検出対象は粒界腐食が最も多く、金属材料の腐食形態は多様である。Fontana ら

次いで孔食、応力腐食割れ、すきま腐食と続く。

による腐食形態の整理を表 1 に示す。耐食材料

腐食試験は、局部腐食に係る試験法が 11 件、全であるステンレス鋼にも耐食限界があり、さまざ面腐食に関係した試験規格は 1 件である。これはまな腐食形態での腐食損傷を生じている。表 1 にステンレス鋼が不動態金属であり、主に問題となはステンレス鋼でこれらの腐食形態をとる環境例

る腐食形態は局部腐食であることと関係している。

を併記した。ステンレス鋼であっても、腐食に対ステンレス鋼のしゅう酸エッチング試験結果のして免疫ではなく、かつ、種々の腐食形態をとり一例を図 3 に示す。受入れまま、および熱時効（650えることがわかる。

℃ /24h）後の状態の SUS304 鋼に対し、しゅう酸エッ6）チ試験を実施したものである。受入れまま状態の
2.3

ステンレス鋼の腐食試験法

組織は段状組織に分類され、健全と判断できる。

JIS に規定されているステンレス鋼の腐食試験

熱時効後の組織は、しゅう酸エッチング試験の法を表 2 に示す。12 種類の腐食試験と標準サン

際に結晶粒界およびその近傍が顕著に侵食された

プル 1 種類が規格化されている。ステンレス鋼のため、溝状組織に分類される。この様に、ステン腐食試験法と検出する腐食形態の統計を表 3 に示レス鋼は熱時効により結晶粒界近傍の耐食性が大

表2
JIS番号

ステンレス鋼の腐食試験法（JIS）

名称

腐食形態

JIS

G0571-2003

ステンレス鋼のしゅう酸エッチング試験方法

粒界腐食

JIS

G0572-2006

ステンレス鋼の硫酸・硫酸第二鉄腐食試験方法

粒界腐食

JIS

G0573-1999

ステンレス鋼の65％硝酸腐食試験方法

粒界腐食

JIS

G0575-1999

ステンレス鋼の硫酸・硫酸銅腐食試験方法

JISG0576-2001

ステンレス鋼の応力腐食割れ試験方法

JISG0577-2005

ステンレス鋼の孔食電位測定方法

JISG0578-2000

ステンレス鋼の塩化第二鉄腐食試験方法

孔食JIS

G0579-007

ステンレス鋼のアノード分極曲線測定方法（電気化学測定）

JISG0580-2003

ステンレス鋼の電気化学的再活性化率の測定方法

JISG0590-2005

ステンレス鋼の臨海孔食温度測定方法

JISG0591-2000

ステンレス鋼の硫酸腐食試験方法

JIS

G0592-2005

ステンレス鋼の腐食すきま再不動態化電位測定方法

JISG0595-2001

ステンレス鋼の表面さび発生程度評価方法

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粒界腐食
応力腐食割れ
孔食

粒界腐食
孔食
全面腐食
すきま腐食
（標準サンプル）

IIC REVIEW/2010/4. No.43

きく変化 / 劣化することがあるので、素材入手後表3の加工工程、特に熱履歴が加わる工程の管理には

腐 食 形 態

850 ℃の温度域での保持を避ける、低入熱溶接工法の採用等が挙げられる。また、材料側の対策としては低炭素ステンレス鋼種や Nb や Ti を添加し

図3

腐食試験法の件数

比率（％）

食538.5孔食
応力腐食割れ3123.17.7

すきま腐食17.7

全 面 腐 食17.7

そ215.4

粒注意が必要である。施工上の対策としては 550 ～ステンレス鋼の腐食試験法の分類

腐の他ステンレス鋼のしゅう酸エッチング試験結果（一例）た安定化ステンレス鋼（別途安定化熱処理が必要）じている。IHI 検査計測では、JIS に規定されたの採用が、応力側の対策としてはピーニングや高腐食試験はもとより、代替材料選定のための試験周波誘導加熱応力改善法（IHSI）等が挙げられる。

計画・実施・評価・溶接施工管理等を含めた総合

熱時効を受けたステンレス鋼は、大気環境中で粒サービスを提供し、プラントの信頼性向上・腐食界型応力腐食割れを生じる場合があり、これらのコストの削減に貢献している。

損傷事例も報告されている 。
7）

参考文献

試験法の詳細は、対象 JIS の規格本体および解

1）「わが国における腐食コスト調査報告書」（平説に記載されているが、一部の概略は JIS G 0202-成 13 年 5 月）、（社）腐食防食協会、（社）日1987 鉄鋼用語（試験）にも解説されている。

本防錆技術協会

3．まとめ

2）例えば、「事例で学ぶ腐食損傷と解析技術」、日本材料学会腐食防食部門委員会編、さんえ

ステンレス鋼は耐食材料として国内産業の腐食い出版（2009）

コスト削減に大きく貢献している。一方、ステン

3）例えば、新版「金属の腐食損傷と防食技術」、レス鋼の腐食損傷事例も多い。また、近年では輸

小若正倫、（株）アグネ承風社（2000）

入ステンレス鋼の不適合に起因した腐食損傷も生

4）JIS

元

研究開発事業部

基盤技術部

G0203（2009）鉄鋼用語および品質

5）ステンレス鋼需要部門別統計資料：ステンレ部長

ス協会（2009）

福田 敬則

6）M.G.Fontana, N.D.Greene:Corrosion Engineering,

TEL. 045-759-2121

McGraw-Hill, p.28(1967).

FAX. 045-759-2155

7）川本輝明：防食技術、37、30（1988）—

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