産業界で現在広く使用されている耐熱ステンレス鋼は、表面に保護性クロミアスケールを形成し、これが耐熱鋼を高温環境から遮断することにより耐酸化・腐食性を確保する。しかし、クロミアスケールの高温耐酸化・腐食性は、900℃以上の高温または還元性の高腐食性環境下等では期待できないため、より高温で安定かつ保護性に優れるアルミナスケールを形成する安価な耐熱鋼の開発が望まれている。
　アルミナスケールを形成する耐熱ステンレス鋼としては、フェライト系のFe-20Cr-10Al(at%)鋼（ベース組成）が実用化されており、電気炉の電熱線や排気ガス浄化用の触媒担持のための金属担体として使用されている。しかしながら、フェライト系耐熱鋼では、800℃を超える高温では機械的特性に劣るため、構造用耐熱合金としてオーステナイト(γ-Fe)系耐熱ステンレス鋼(Fe-Ni-Cr-Al鋼)が必要である。しかし、アルミナスケールを形成する安価なオーステナイト系耐熱ステンレス鋼の実用化は進んでいない。拡散係数の小さいオーステナイト系耐熱ステンレス鋼上に、アルミナスケールを形成するためにはフェライト系よりも高濃度のAl添加が必要である。しかしAlを高濃度で含有するステンレス鋼では、硬くて脆いβ-NiAl等の高融点の高Al金属間化合物相が形成し、これが鋼の製造性や加工性を著しく低下するため、アルミナスケールを形成するオーステナイト系耐熱鋼の実用化は、困難となっている。

カテゴリ: 化学
質問: 耐熱ステンレス鋼の表面に形成された保護性クロミアスケールは、耐熱鋼を高温環境から遮断することにより、何と何を確保しますか？
回答: 耐熱ステンレス鋼の表面に形成された保護性クロミアスケールは、耐熱鋼を高温環境から遮断することにより耐酸化と腐食性を確保します。