機械や構造物に多く使われている「鉄」。
しかし、時間が経つと赤茶色に変色してボロボロに…そう、“サビ”です。
「どうして鉄は錆びるの？」
「サビを防ぐにはどうすればいいの？」
「そもそも、錆びにくい材料ってあるの？」
この記事では、なぜ鉄が錆びるのか、そのメカニズムと対策、材料選びのポイントを、初心者でもわかりやすく解説します。
鉄が錆びる理由は「酸化反応」
鉄（Fe）は、空気中の酸素（O₂）と水分（H₂O）に触れることで酸化し、「酸化鉄（Fe₂O₃）」になります。これがいわゆる赤サビです。
特に以下の条件でサビやすくなります。
- 湿度が高い（雨や湿気）
- 塩分がある（海辺や汗）
- 酸素に常に触れている（屋外保管）
この酸化反応は放っておくと進行し、金属がボロボロに劣化してしまいます。
錆びると何が困るの？サビが機械に与える影響とは
金属製の部品や構造物を扱っていると、「サビ」という言葉をよく耳にします。
でも、「ちょっと赤茶けてるだけでしょ？」と思っていませんか？
実は、サビは見た目だけでなく、機械の性能や安全性に大きな影響を与える重大な現象なんです。
サビが引き起こす4つのトラブル
1. 強度が落ちる（最悪の場合、折れる）
鉄や鋼がサビると、金属の表面がボロボロになり、素材そのものが脆くなります。
時間が経てば経つほど腐食が進行し、部品の強度が著しく低下。
最悪の場合、折れたり破断してしまう可能性もあります。
たとえば、橋梁や建物の鉄骨などでサビが放置されると、事故につながることもあります。
2. 部品が固着して動かなくなる
ネジや軸、スライド部品などは動くことが前提の機構ですが、サビが発生すると動作が固まってしまいます。
これを「固着（こちゃく）」と呼び、無理に回そうとすると破損する原因にも。
現場では「ネジが回らない！」といったトラブルがしばしば発生します。
3. 電気抵抗が増える（導電性が悪化）
電気回路や接点部にサビが発生すると、電流がうまく流れなくなり、誤作動の原因になります。
サビた金属は導電性が落ちるため、接触不良やノイズ、最悪の場合は火花の発生につながることも。
特にセンサーやコネクタなど、信号の正確さが求められる部位では致命的です。
4. 潤滑不良や摩耗の原因になる
金属同士が接する箇所（摺動部）でサビがあると、潤滑油がうまく行き渡らず、摩擦が増大します。
その結果、異常摩耗や焼き付きなどのトラブルが発生しやすくなります。
スムーズに動いていたはずの機構が、だんだんとギクシャクしてくるのは要注意です。
サビは“ちょっとした汚れ”ではない！
鉄がサビると、
ただの見た目の問題にとどまらず、
- 強度が落ちる
- 動かなくなる
- 電気が通りにくくなる
- 潤滑が効かなくなる
といった機能トラブルの連鎖を引き起こします。
設計段階から「サビをどう防ぐか？」を意識し、
部品の用途や環境に合った材料や防錆処理を選ぶことが、プロの設計者の基本です。
錆を防ぐ3つの対策
1. 表面処理をする（メッキ・塗装）
- ユニクロメッキ（亜鉛メッキ）
安価でサビ防止に効果あり。一般的な鉄部品に多用。 - クロメート処理
防錆性が高く、耐久性も良好。 - 塗装・粉体塗装
塗膜で空気と水を遮断。定期的なメンテが必要。
2. 防錆油やグリスを塗る
- 保管時や組立前の仮対策に有効
- グリスや潤滑油が、湿気の侵入を防止
3. 使用環境を考慮する
- 室内で使用するように設計
- 雨風や塩分の多い環境では、そもそも鉄を使わない選択も重要
錆びにくい材料ってあるの？
設計用途によって、以下のような「錆びにくい材料」を選ぶのが効果的です。
| 材料名 | 特徴 | 用途例 |
|---|---|---|
| SUS304 （ステンレス鋼） | 耐食性が高い 非磁性（オーステナイト系） | 水回り部品、食品機械など |
| アルミニウム合金 | 軽くて錆びにくい。 酸化膜で自然防錆 | 建材、筐体など |
| チタン合金 | 強度・耐食性ともに最高クラス。 高価 | 医療、航空宇宙、化学装置 |
| 樹脂材料 （POM, MCナイロンなど） | 金属の代替にも。 水や薬品に強い | 軽負荷部品、カバー類など |
まとめ：鉄は錆びる、でも設計で防げる！
鉄は非常に使いやすくコストも安いため、今も多くの現場で使われています。
しかし、「錆びる」という欠点がある以上、設計段階での対策は不可欠です。
ポイントをおさらいしましょう。
✔ 鉄が錆びるのは、空気中の酸素と水分による「酸化反応」
✔ 表面処理・防錆剤・環境対策でサビはある程度防げる
✔ 屋外や水周りなどでは、錆びにくい材料の選定が重要
製品の寿命や信頼性を左右する「防錆設計」。
見えないサビとの戦いに、先回りの一手を打っておきましょう！
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