ステンレス溶接部のさびについて
- ステンレス溶接部のさびについてのアドバイスをお願いします。
- 溶接部の耐食性について、適切な材料選びが重要です。
- 炭素含有量によっても耐食性が変わる可能性があります。
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ステンレス溶接部のさびについて
お世話になります。 ステンレス溶接部のさびについて、アドバイスをいただきたく思います。 水中（ぬるま湯程度）に出し入れするような条件で使用するのですが、溶接部にどうしてもさびが発生するとおもいます。 試作品はＳＵＳ３０４で製作しましたが当然のように溶接部（表面）がさびてしまいました。 耐食性のある材料に変更したとしても、溶接部のさびはおさえられないのでしょうか？ ちなにみ過去の類似質問のなかの回答で、ＳＵＳ３０４＜ＳＵＳ３０４Ｌ＜ＳＵＳ３１６＜ＳＵＳ３１６Ｌの順で耐食性がよいという記述がありました。 低炭素鋼が耐食性に優位ということであれば、炭素の含有量でいくとＳＵＳ３０４＜ＳＵＳ３１６＜ＳＵＳ３０４Ｌ＜ＳＵＳ３１６Ｌのような気もするのですがこの点についても教えていただきたいと思います。宜しくお願いします。
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SUS304などオーステナイト系のステンレス鋼を溶接すると、溶接部分の周りが溶接の熱によって加熱・徐冷されて、結晶が大きく成長する領域ができます。 質問の「錆」は溶接のビート部分ではなくその周辺部ではないでしょうか？ この原因は、オーステナイト結晶が粗大化する過程で結晶内に閉じ込められていた炭素が不純物として結晶粒界に吐き出され、耐食性の劣るクロム炭化物を作ってしまうからです。 これを無くすには、溶接後、全体を１０５０～１１００℃に加熱後急冷して、析出したクロム炭化物を再びオーステナイト結晶の中に取り込むようにします。この熱処理を溶体化熱処理と言います。 炭素の少ない３０４Ｌや３１６Ｌはクロム炭化物の析出が少ないですが、ゼロにはなりません。 ３０４より３１６がよいのは、オーステナイト結晶の安定性がより高いという理由であり、炭素の含有量の違いではありません。
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既に皆さんから良解答が付いていますので、 参考資料のサイトを貼り付けておきますね。 対策としては、研磨かな？
お礼
参考サイト勉強になりました。 まだまだ勉強中の身ですが、今回のように的確にアドバイスいただけると本当にありがたく感じます。また困ったときには諸先輩方にアドバイスいただくことがあるかと思いますが、よろしくお願いします。
錆については下記の回答がありますので、対策の一つとして 溶接後＞溶接部の研磨（出来れば平滑に）＞研磨材等の洗浄＞ 硝酸による不動態化処理または電解研磨すると耐食性が向上します。
お礼
アドバイスありがとうございました。 自分なりに色々調べたのですが、やはり溶接部スケールを研磨することで多少は耐食性が向上するようですね。今回は本当に勉強になりました。 材料変更についてはコストの兼ね合いもあるので、今回教えていただいたことをまずは色々試してみて最終的に判断したいと思います。
通常の水中（ぬるま湯程度）に出し入れするような条件程度ならば左程錆びは 発生しないと思うのですが、何かもっと他に錆びる要因が無いか調べては？ 酸洗い処理をする事で酸化した部分などの不動態皮膜というのを再生出来ます しかし酸洗い処理後の水洗いで酸が微量でも残っていたりすると錆びてしまう 一般的にステンレス鋼は炭素の含有量が低い程、錆び難いと言われています SUS304では炭素量が0.08％以下で、SUS304Lでは0.03％以下になっています 回答（2）にあるようにクロム炭化物になる量が少ないためと思われます また溶接方法はTIGなのでしょうか？ワイヤの選定も間違いないかなぁ？
お礼
お礼が遅くなり申し訳ありません。 試作を依頼したメーカに確認してみましたが、通常のＴＩＧ溶接でワイヤも間違いないとのことでした。今回のさび発生部はケースの内側になる部位で通常は露出していませんが、エンドユーザーがメンテを行う際に目視できる箇所であることから何か対策がないかと投稿させていただいた次第です。 材質を変更して溶接したものの評価を進めてみたいと思います。ご指摘のあった酸洗いについても、水中の使用にて現状さびが発生しているとの状況を考慮したうえでメーカーと話をしてみたいと思います。的確なアドバイスありがとう御座いました。
ステンレスは、鉄をベースに、クロム・ニッケルなどを混ぜた合金です。クロムなどにより、 表面に強い酸化皮膜（不動態皮膜）ができることで、腐食に強い金属となります。 ステンレス（stainless steel）は、錆びない金属ではありません。「錆びにくい」金属です。 不動態皮膜は、合金成分のクロムにより生成されます。この皮膜は傷などで破壊されても直ぐ 修復する性質のものですが、皮膜を劣化破壊させる環境では腐食が発生します。 鉄の赤錆の様にはなりませんが、条件・環境により様々な腐食を起こします。 腐食に対する強さを「耐食性」といいます。（断食に耐えることではありません）。 ステンレスを使う最も重要な目的は、この耐食性（耐酸・耐熱）にあります。 で、始まります http://www.hsk.ecnet.jp/sus-kaisetu.htm を参照下さい。入門篇解説です。そして、 http://www.materialhouse.co.jp/cc/steel.html http://www.nisshin-steel.co.jp/nisshin-steel/product/market/32stainless/idx.htm 等々も。溶接に関しては、 http://www-it.jwes.or.jp/qa/sitemap.jsp を参照し、条件等を見直して下さい。<溶接構造を廃止、ボルト止め等に変更も含めて> 炭素の含有量は、耐食性能には直接関係なく、焼入れ性（硬度）に関係があります。
お礼
これまで樹脂設計ばかり担当してきたのですが、今回板金で作ることになり金属材料のことを勉強中でした。教えていただいたサイトで勉強してみたいと思います。ありがとうございました。
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