腐食概論:鋼の腐食

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    【目 次】

1.鋼構造物に用いる鋼材
 1.1 「鋼材の変遷」  鋼橋に用いる鋼材の変遷について。
 1.2 「鋼材の選定」  炭素鋼材(SS材,SM材,SMA材),めっき鋼など選定時の留意点について。
 1.3 「耐候性鋼の適用」  耐候性鋼の適用検討時の留意点について。

2.主な腐食形態
 鋼橋等の陸上構造物で観察される腐食形態について,【腐食の基礎】の「腐食現象の分類」と重複する内容も多いが,腐食現象理解を深めるため,鋼を例に紹介する。
 2.1 「乾食」  水の関与しない腐食形態である乾食の概要を紹介する。
 2.2 「湿食」  液体状態の水の存在下で起きる腐食形態である乾食の概要を紹介する。
 2.3 「全面腐食と局部腐食」  全面腐食と局部腐食の技術的違いを解説する。
 2.4 「濃淡電池腐食」  金属表面に接触する水に含まれる溶存酸素濃度や腐食反応に寄与するイオン濃度の局部的な濃淡で生じた電位差で起きる局部腐食について解説する。
 2.5 「異種金属接触腐食」  電極電位の異なる金属(異種金属)が電気的に接続されたときに形成する電池により生じる局部腐食について解説する。
 2.6 「すき間腐食」 すき間の入口と内部における,すき間に入り込んだ水の溶存酸素濃度差で生じた濃淡電池腐食について解説する。
 なお,用語のイメージから比較的安易に用いられる用語であるが,誤解した使われ方も多い。
 2.7 「孔食」  金属内部に孔状に進行する局部腐食であるが,明確には定義されていない用語でもある。
 一般的には,ステンレス鋼やアルミニウムなど不動態化した金属で観察されることの多い現象である。
 2.8 「粒界腐食」 金属の結晶粒と結晶粒の界面は,結晶格子の乱れた領域であり,不純物も集まり易い。
 ある種の合金(オーステナイト系ステンレス鋼や銅を含むアルミニウム合金など)が不適切な熱影響を受けたときに問題となる結晶粒界の選択的腐食による損傷を紹介する。
  
3.機械特性に直接影響する腐食現象
 3章では,金属の機械特性に直接影響する腐食現象として,「応力腐食割れ」,「水素脆化(遅れ破壊)」,「腐食疲労」,「エロージョン・コロージョン」,「キャビテーション・コロージョン」及び「フレッティングコロージョン」を紹介する。
 3.1 「応力腐食割れ(SCC)」 腐食環境中で,その材料の引張強さ以下の引張応力で,割れや破断に至る現象について解説する。
 3.2 「水素脆化」 遅れ破壊ともいわれ,酸洗い,電解,溶接,腐食などによって生じた原子状水素が金属中に吸蔵されて,材質がもろくなる現象について解説する。
 3.3 「腐食疲労」 大気中での金属疲労試験結果より少ない繰り返し数で割れが生じるとともに,疲労限が認められない現象で,繰り返しの応力と腐食の相乗作用によると腐食疲労について解説する。
 3.4 「エロージョン・コロージョン」 流動する水,土砂などの環境物質の摩耗作用と腐食作用の相乗作用によって金属に生じる損耗現象について解説する。
 3.5 「キャビテ-ション・コロージョン」 液体の圧力変動で生成した気泡の崩壊により酸化皮膜(不動態皮膜)が破壊され,損傷が促進される現象を解説する。
 3.6 「フレッティング・コロージョン」 擦過(さっか)腐食ともいい,空気中で,金属又は他の物質との接触面の微小の滑りにより金属表面に生じる腐食現象について解説する。

4.鋼の腐食生成物
 鉄の腐食で生成される主な酸化物(酸化鉄,水酸化鉄,オキシ水酸化鉄)を紹介する。

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