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藤次郎株式会社
錆びないハガネ≠ステンレス

錆びないハガネ≠ステンレス

ステンレス鋼は母材はハガネと同じ鉄です。ステンレスの英文のStainlessはStain (錆) - less (無)の組み合わせで、錆びない材料と勘違いする方が多いのですが、実際はそうではなく扱い方によっては錆は発生します。包丁に限らず世の中で用いられているステンレスも同様です。ステンレスとのつき合い方を学んで扱い方のプロフェッショナルになりましょう。

錆びない鋼は存在しない

鉄(Fe)は単体では非常に不安定な素材で、地球上では必ず他の物質と結びついて存在しています。つまり他の物質と結びつきやすいことを意味します。つまり鉄を主成分とするハガネは、酸素と結びつきやすい=錆びやすいといえます。

しかしこのハガネにクロム(Cr)を12%以上配合すると、表面に鉄(Fe)の表面にクロム(Cr)と酸素(O)が反応することでできる、酸化被膜(不動態皮膜)ができ、この酸化被膜により錆にくくなるのです。これがステンレス鋼です。StainlessとはStain(錆)、less(なし)の通り、錆びない鋼を意味しています。
しかしこの不動態被膜は、1/100mm程度の厚みしかなく完全に表面を保護しているわけではないため、外的要因(汚れや水、傷など)により保護ができず、錆が発生する場合があります。
つまり重要なのは、ステンレスはクロム(Cr)により錆びない素材に生まれ変わっているのではなく、表面がクロム(Cr)と酸素(O)の保護膜で覆われて、錆びにくくなっているに過ぎないということです。つまり「錆びない鋼」は存在しないのです。

また、包丁に使用されるステンレス系の材料は、焼き入れ特性を持った炭素(C)を含んでいるため、炭素を含まないステンレス系材料に比べ、錆やすいという特性もあります。「ステンレスなのに錆が発生する」のは異常ではないことを認識し、ステンレス素材と付き合うことが道具と上手に付き合う秘訣とも言えるでしょう。

ステンレス包丁の錆の発生メカニズム

ステンレス包丁が錆びてしまうメカニズムは大きくわけて2種類に分類されます。

まず、1点は異種金属との接触により錆びてしまうケース。洗浄後や保管時に素性の違う金属などと長時間接触すると、接触部で金属間の電子の移動が発生し、接触部の素材分子の分離劣化により酸素と結びつき、錆が発生する場合があります。このメカニズムを応用したものが電池であり、異種金属同士の接触は必ず電子の移動が発生すると考えた方が良いでしょう。特にキッチンではアルミホイルなどの異種金属との接触は厳禁です。また、水道水の水質によってはその水道水に含まれるミネラル(=水道水に含まれる微量金属)が多い場合があります。この水道水に含まれるミネラルによって表面のサビを誘発する可能性もあります。これも異種金属との接触(付着)によりサビを発生するメカニズムと同じです。

そして、汚れや水分が付着したまま放置した場合に錆が発生するケース。この場合は汚れや水とステンレス表面の間に微量の空気が閉じこめられ、この空気が酸化劣化し表面に長時間作用することで錆が発生します。この錆の場合、表面上は部分的な錆のように見えて、長時間放置すると内部に錆が侵食するピンホール錆になる場合もあります。小さな錆でも早めにクレンザーなどで落とすことをお勧めします。

しかし、錆が発生しても表面の錆を落としてしまえば、元の通り使用できます。錆を発生させないよう使用後の保管やお手入れを正しく行い、万一錆が発生した場合は早めに落としメンテナンスを行うことが大切です。

ステンレス鋼には鋼種がある

ステンレス鋼は結晶の構造と組織により、何種類かの系統に分けられます。この系統ごとに内部組織構造が違い、それぞれ特性も変わってきます。一般的にクロム(Cr)を添加したものをマルテンサイト系、フェライト系、クロム(Cr)とニッケル(Ni)を添加したものをオーステナイト系、オーステナイト・フェライト系、析出硬化系などに分類されます。刃物に使用される鋼は主にマルテンサイト系で、鋼の組織としては最も硬い構造を持ちます。ちなみに耐食性はオーステナイト系>フェライト系>マルテンサイト系ステンレスの順、硬度はマルテンサイト系>オーステナイト系>フェライト系ステンレスの順で良好です。

オーステナイト系ステンレス

面心立方格子のγ鉄に炭素(C)を最大2.1%まで固溶した固溶体組織で、727℃以上の高温で安定な組織であり、通常、常温では存在しません。そこでオーステナイト生成元素のニッケル(Ni)とマンガン(Mn)を多量に固溶すると常温においてもハチの巣のような六角形の結晶粒を示すオーステナイト組織となります。18-8ステンレス鋼に代表されるオーステナイト系ステンレスはニッケル(Ni)によりオーステナイト組織を持ち、粘り強く、柔らかく、成形性と耐食性に優れた性質を示します。溶接性も良好ですが、切削性に劣り焼入硬化性がないため刃物には向きません。またオーステナイトは常磁性体(非磁性体)ですが、加工等によりマルテンサイト組織が誘起されて磁性を帯びることがあります。逆に、マルテンサイト組織にオーステナイト組織が残ることを残留オーステナイトといいます。

マルテンサイト系ステンレス

炭素(C)を過飽和に固溶したオーステナイトから急冷(焼き入れ)した焼入組織であり、急冷により面心立方格子のγ鉄から体心立方格子のα鉄に変わります。この効果を変態といい、この変態を起こしたものをマルテンサイトといいます。0.1%以上の炭素と12〜14%のクロムを含みます。マルテンサイトは針状のこまかな組織で、鋼の焼入組織としては最も硬く、強磁性体になります。マルテンサイト系ステンレスは、このマルテンサイト組織をもった高炭素(Cr)鋼[ハイカーボン]であり、特性は同様に、強磁性体で焼入れ硬化性に優れ、刃物などに使用されます。しかし、硬くて脆いという欠点もあり、耐食性、溶接性、加工性はオーステナイト系ステンレスに劣ります。

フェライト系ステンレス

体心立方格子のα鉄に最大0.02%の炭素(C)が 固溶した固溶体をフェライトといいます。低炭素で15%以上のクロム(Cr)を含みます。フェライトは鉄鋼組織中で最も軟らかく、延性も大きく、通常では強磁性体です。フェライトの欠点は腐食(さび)しやすい点ですが、フェライト系ステンレスは多量のクロム(Cr)を入れることにより、耐食性はマルテンサイトより優れ、加工性と溶接性に優れた材料になります。ただし、炭素を含まないため焼入硬化性はありません。また、フェライト系ステンレスも強磁性体です。オーステナイトと比べ応力による腐食割れに強く、板材などに使用されます。

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