第９回構造コラム：「ステンレス金物」から考える金属材料

本コラムでは、専門的な知識をより分かりやすく解説し、業務に役立つ情報を提供できればと考えております。

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●ステンレス鋼とは？

　ステンレス鋼は、鉄に一定量以上のクロム(Cr)やニッケル(Ni)を含ませることで腐食に対する耐性を持つ合金鋼です。
　JIS記号ではSteel Use(special Use) Stainlessの頭文字からSUS「サス」と表記され、錆びにくい特殊用途鋼を意味しています。
　添加する元素の配合と含有量の違いにより多くの種類があり、記号に続く3桁の数字がその種類を示しています。

　例）SUS304、SUS430、SUS403など

●ステンレス鋼の種類

　鉄の主要金属組織は、「フェライト」「オーステナイト」「マルテンサイト」です。
　鉄は、高温で溶けた状態から温度を下げていくと金属組織が変化する性質があり、ステンレス鋼も

　「フェライト系ステンレス鋼」「オーステナイト系ステンレス鋼」「マルテンサイト系ステンレス鋼」に大別されます。

　　　　Fe-C系状態図「金属材料概論」より引用　　　　　　　　　　　　　　ステンレス鋼の結晶構造

　　フェライト系ステンレス鋼

　　フェライトはα鉄と呼ばれ、910℃で現れる体心立法格子の結晶構造を持つ鉄組織です。

　　フェライト系ステンレス鋼は金属組織が「フェライト相」であるステンレス鋼で、クロムを11.5～18％含みます。（18Crタイプ）
　　常温でフェライトの組織を持ち、磁性があります。

　　炭素をほとんど含むことができないため、軟らかく変形しやすいという特徴があります。

　　オーステナイト系ステンレス鋼

　　オーステナイトはγ（ガンマ）鉄と呼ばれ、1390℃で現れる面心立方格子の結晶構造を持つ鉄組織です。

　　オーステナイト系ステンレス鋼は、金属組織が「オーステナイト相」であるステンレス鋼で、クロムを16％～26％、ニッケルを8％含みます。（18-8タイプ）
　　常温でオーステナイトの組織を持ち、基本的に磁性がありません。

　　2%強の炭素を含むことができ、耐食性・延性・靭性優れています。

　　オーステナイト系ステンレス鋼の代表はSUS304で、弊社のステンレス金物はこのSUS304を使用しています。

　　マルテンサイト系ステンレス鋼

　　マルテンサイトは、高温のオーステナイトを急冷することで得られる体心正方格子の結晶構造を持つ鉄組織です。

　　急冷のため炭素原子が格子内に閉じ込められ、体心立方格子が縦長に歪み硬くなります。

　　マルテンサイト系ステンレス鋼は、11.5〜18％のクロムを主要成分としたステンレス鋼で、常温でマルテンサイトの

　　組織を持ち、磁性があります。炭素含有量も高いため強度と硬度が高いのが特徴です。

　　13％のクロムを含むSUS403・SUS410が代表的です。（13Crタイプ）

●異種金属接触腐食

　異種金属接触腐食（別名：ガルバニック腐食）は、異なる金属が接触し、電解質（水や湿気のある環境）が存在する条件下で発生する腐食現象です。

　この現象は、金属間の電位差によって起こり、電位差が大きいほど発生しやすくなります。

　イオン化傾向は、金属が電子を放出して陽イオンになろうとする傾向を示す指標です。
　イオン化傾向が大きい金属は「卑（ひ）な金属」と呼ばれ、電位が低く、電子を失いやすい性質を持っています。

　一方、イオン化傾向が小さい金属は「貴（き）な金属」と呼ばれ、電位が高く、電子を失いにくい性質を持っています。

　イオン化列は、金属元素をイオン化傾向の大きな順に並べたもので、上位に位置する金属は下位の金属よりも電子を放出しやすく、腐食が進行しやすいです。

　ステンレス鋼は合金のため、単体の金属としてイオン化列には含まれませんが、一般的には銅（Cu）と同程度のイオン化しにくい貴な金属とされています。

　金属は固有の電位を持っており、イオン化列はこの電位の順番と同じになります。

　イオン化傾向の小さい「ステンレス」と、ステンレスよりイオン化傾向の大きい「鉄」が電解質中で接触することにより電位差が生じ、

　陽極となるイオン化傾向が大きい（電位が低い）鉄に腐食が生じます。この現象を「異種金属接触腐食」と言います。

　弊社のステンレス金物は、本体と同様のステンレス製ビスを付属しているため異種金属の接触による腐食の心配がありません。

●ステンレス金物ラインナップ

　※ステンレス装飾柱脚金物に使用するアンカーボルトは、ステンレス製をご使用ください