なぜ粗い研磨でステンレス鋼は錆びやすくなるのか?~MnS介在物に着目した耐食性低下の機構解明~

2026-02-09 東北大学

東北大学大学院工学研究科の研究チームは、ステンレス鋼が粗い機械研磨後に錆びやすくなる原因を、MnS介在物に着目して解明した。従来、耐食性低下は不働態皮膜の厚さが不均一になるためと考えられてきたが、本研究ではそれだけでは不十分であることを示した。詳細な表面解析の結果、研磨によって変形・破壊・鋼中へ埋没したMnS介在物と研磨傷が交差する部位が、孔食の発生起点となることを発見した。特に粗い研磨では、MnS介在物の形態変化が顕著となり、局所的に腐食が進行しやすい環境が形成される。これにより、表面加工条件がステンレス鋼の耐食性に与える影響の本質的な機構が明確化された。本成果は、化学プラントや産業機器、医療機器など、研削加工を伴うステンレス鋼部材の信頼性向上に重要な指針を与える。

なぜ粗い研磨でステンレス鋼は錆びやすくなるのか?~MnS介在物に着目した耐食性低下の機構解明~
図1. (a)平滑なステンレス鋼表面のMnS介在物の走査型電子顕微鏡写真およびエネルギー分散型X線分光法による元素マップ。(b)粗い機械研磨を施したステンレス鋼表面に存在するMnS介在物の走査型電子顕微鏡写真および元素マップ。研磨によりMnS介在物が変形し、一部にき裂や鋼中への埋没が見られる。また、研磨傷とMnS介在物が交差する箇所において孔食が観察されている。

<関連情報>

ステンレス鋼の耐孔食性における研削による劣化:不動態皮膜とMnSに関する知見 Grinding-induced degradation in the pitting corrosion resistance of stainless steel: insights into passive film and MnS

Siqi Wang,Masashi Nishimoto & Izumi Muto
npj Materials Degradation  Published:04 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41529-026-00750-7  An unedited version of this manuscript

Abstract

This study investigates the effect of surface grinding on the pitting corrosion resistance of high-S and low-S Type 304 stainless steels. Microelectrochemical analysis reveals that MnS inclusions serve as the initiation sites for pitting, whereas no pitting occurs in MnS-free regions. Severe grinding with #60 SiC paper significantly reduces the pitting potential, whereas moderate grinding with #320 SiC paper produces only a negligible change. The reduction in pitting corrosion resistance is attributed to grinding-induced alterations in MnS morphology, including deformation and embedding. In contrast, moderate grinding (#320 SiC paper) does not significantly alter MnS morphology and therefore preserves pitting corrosion resistance comparable to that of mirror-polishing surfaces. Grinding introduced unevenness of passive film thickness, and the intersections between MnS inclusions and scratches act as preferential pit initiation sites. However, the decrease in protective capability of the passive films alone does not fully account for the observed decrease in pitting potential following severe grinding.

0704表面技術
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