化学・材料のテーマ一覧へ

基礎科目・化学・材料

金属の腐食と不働態

大学

3問H25・H30・R5

腐食の定義、アルミニウムやステンレス鋼の不働態皮膜、局部腐食、温度の影響についての正誤問題が出ます。

よく出る形

  • 金属の腐食についての5つの記述から，適切なものを選ぶ（令和5と平成30はほぼ同じ選択肢）
  • 乾食と湿食，不働態皮膜，応力腐食割れ，水素脆化についての記述から，不適切なものを選ぶ（平成25）
  • 適切な1本を選ぶ年（令和5・平成30）と，不適切な1本を選ぶ年（平成25）がある。同じ定番の記述が形を変えてくり返し出る

覚えること

  • 腐食：金属がまわりの水・酸素などと化学反応（電気化学反応）して，溶けたりさびたりして傷むこと
  • 乾食は水のない高温のガスの中での腐食，湿食は水があるところでの腐食
  • 不働態：表面にとても薄く緻密な酸化物の膜ができ，内側を守って反応が進まなくなった状態。アルミニウム，クロム，チタンが代表
  • チタンは安定な不働態皮膜をつくるので海水にも強く，海水を使う熱交換器などに使われる
  • ステンレス鋼：鉄にクロムをおよそ 10.5% 以上加えた合金。クロムの不働態皮膜でさびにくくなる
  • 腐食は温度が高いほど，一般に速く進む
  • 局部腐食：孔食（小さな穴があく），すきま腐食，粒界腐食など。全面が均一に減るより見つけにくく危険
  • 海水のように塩化物イオンが多いと，ステンレス鋼でも不働態皮膜が局部的に壊れ，孔食が起こりやすい
  • 応力腐食割れ：引張応力と腐食環境が重なって割れが進む現象。圧縮応力では起こりにくい
  • 水素脆化：金属が水素を吸ってもろくなる現象。延性は下がる
  • イオン化傾向：金属が水の中で電子を失い，陽イオンになろうとする性質。大きいほど溶け出しやすい。Zn ＞ Fe ＞ Sn
  • 違う金属が水分を通じてふれあうと，イオン化傾向の大きい金属が先に溶け出し，小さい金属は守られる
  • 犠牲防食：より溶けやすい金属を先に腐食させて，目的の金属を守る方法。船の外板に亜鉛の板を付けるのも例
  • トタン（亜鉛めっき）は傷がついても亜鉛が先に溶けて鉄を守る。ブリキ（スズめっき）は傷がつくと鉄が先に腐食する

解き方

  • 「定義」「材料の成分」「温度」「均一か局所か」の4点を，それぞれ覚えたことと照らす
  • 2種類の金属は，イオン化傾向の大きいほうが先に腐食すると決めて当てはめる
  • 「〜しない」「〜だけ」と言い切る記述は，誤りのことが多い

ひっかけ

  • ステンレス鋼は，鉄に銅ではなくクロムを加えた合金
  • 腐食は，力学的にすり減る現象（それは摩耗）ではない
  • 「腐食速度は温度によらない」「局所的には生じない」は誤り
  • チタンは不働態皮膜をつくりにくいのではなく，安定な皮膜をつくる
  • 犠牲防食を不働態化と言いかえない。不働態化は緻密な膜で反応が止まること
このテーマの想定問題を解く

想定問題：1・2・3

このテーマの過去問（このサイトに解説がある 1問）

X で共有LINE で送る

平成に出た同じテーマ（2問）

このサイトにはまだ解説がありません。年度と題だけです。