令和5年度 I-4-4

解説

この問題で問われていること

金属材料の腐食に関する5つの記述のうち、適切なものを選ぶ問題。不働態化、ステンレス鋼の定義、腐食速度、腐食の局所性、腐食そのものの定義についての知識が問われている。

解き方

① 腐食の基本: アルミニウムやステンレス鋼は表面の酸化皮膜で守られる(不働態)。ステンレス鋼はクロムを含む鋼。腐食は温度で速くなり、局所的(孔食など)にも起こる。力学的に削れるのは摩耗
② ②銅5%、③温度に依存しない、④局所的に起きない、⑤力学的作用、が誤り
③ ①

正解が正しい理由

アルミニウムは空気中の酸素と反応して表面に緻密な酸化物皮膜(酸化アルミニウム)を形成し、この皮膜が内部を保護することでそれ以上の腐食の進行を抑える不働態化が生じる。したがって①の記述はアルミニウムの耐食性に関する正しい説明であり、これが正答である。

各選択肢について

• ① アルミニウムが表面に酸化物皮膜を形成することで不働態化するという記述は、アルミニウムの耐食性の仕組みとして正しく、これが正答。
• ② ステンレス鋼は鉄にクロムを約10.5%以上(一般に約11%以上)含有させた合金鋼と定義され、銅ではなくクロムの含有量によって定義されるため誤り。
• ③ 腐食は化学反応・電気化学反応であり、一般に温度が高いほど反応速度が増して腐食も進行しやすくなるため、「使用環境温度には依存しない」という記述は誤り。
• ④ 腐食には全面が均一に進行する全面腐食のほか、孔食や隙間腐食のように特定の箇所に集中して進行する局所腐食も存在するため、「局所的に生じることはない」という記述は誤り。
• ⑤ 腐食は主に化学的・電気化学的反応による金属の劣化現象で、力学的作用による表面減量は摩耗・浸食という別の現象であるため、腐食の定義として誤り。

覚えるべきポイント

腐食は化学的・電気化学的な反応であり、力学的な摩耗とは異なる現象である。腐食には温度依存性があり、また全面腐食だけでなく局所的に進行する腐食(孔食など)も存在する点に注意する。ステンレス鋼の耐食性はクロムの含有量によってもたらされる。