561K純水中における316Lステンレス鋼すき間内の表面酸化皮膜

Surface oxide layer within crevices of 316L stainless steels in 561K pure water

相馬 康孝   ; 加藤 千明   ; 山本 正弘 

Soma, Yasutaka; Kato, Chiaki; Yamamoto, Masahiro

561Kの純水中において316Lステンレス鋼のすき間内に表面酸化皮膜を生成させ、その断面構造を透過型電子顕微鏡にて詳細に調べた。その結果、バルク水に溶存酸素を十分に含む場合、すき間内の表面酸化皮膜はすき間開口部からの距離に依存して組成・構造を変化させることが分かった。また、開口部から一定に距離において、酸化のピークが生じ、さらに自由表面では見られない複雑な層構造を有する酸化物結晶が析出した。これらの酸化挙動を電位-pHを用いて熱力学的に分析したところ、開口部から一定の距離において、浸漬初期に電位低下した後、酸性化しつつ電位が再上昇する挙動が示された。

Surface oxide layers were formed within crevices of type 316L stainless steels in pure water at 561 K and 8 MPa. Cross-sectional structures of the surface oxides were analyzed using transmission electron microscopy. Under the condition of a dissolved oxygen concentration of 2 ppm, the properties of the surface oxide layer changed with the crevice position and dual or triplex layered oxides were formed, which had not been observed on a boldly exposed surface. The thickness of the inner oxide layer showed a local maximum at a certain distance from the crevice mouth. These oxide characteristics suggest the presence of locally varying electrochemical conditions. Potential-pH diagrams of the multilayered oxides suggest that the potential decreased at the early stage of exposure and then re-increased, accompanied by weak acidification.