製造業では、長持ちする材料が求められます。エンジニアは、耐腐食性、性能、予算内に収まる金属を選択する絶え間ないプレッシャーに直面しています。304ステンレス鋼は、優れた耐錆性と強度を併せ持つことで、これらのニーズに応えます。このグレードは、様々な業界で最も広く使用されているステンレス鋼です。
この金属の特徴を知りたいですか？その主な特徴と製造業における一般的な用途を見てみよう。
304ステンレス鋼とは？
304ステンレス鋼は、18-20%クロムと8-10.5%ニッケルを含むオーステナイト系合金で、しばしば「18/8鋼」と呼ばれる。この組成は、優れた耐食性、良好な成形性、高強度を与える。
それは通常、非磁性であり、その特性を失うことなく、容易に形成または溶接することができる。304L（低炭素）および304H（高炭素）のようなバリエーションは、それぞれ、溶接や高温環境などの特別なニーズに適しています。
304ステンレス鋼の組成304
304ステンレス鋼は、強度、耐食性、成形性 のバランスの良さで知られている。その化学組成と異なる合金元素の役割を分解してみよう。
化学組成
18/8 "ステンレス鋼としても知られる304ステンレ ス鋼は、重量％で以下の元素から構成されている：
- 鉄（Fe）： 66-74%
- クロム（Cr）： 18-20%
- ニッケル（Ni）： 8-10.5%
- カーボン（C）： 0.08%最大
- マンガン（Mn）： 2%最大
- シリコン（Si）： 最大1%
- リン（P）： 最大0.045%
- 硫黄（S）： 最大0.03%
合金元素とその役割
304ステンレス鋼の各要素は、特定のプロパティに貢献しています：
- クロム（Cr）： 表面に不動態酸化皮膜を形成し、耐食性を高める。
- ニッケル（Ni）： 特に酸性環境において、靭性と耐食性を向上させる。
- カーボン（C）： 強度を高めるが、溶接中の炭化物の析出を防ぐため、低めに抑える必要がある。
- マンガン（Mn）： 靭性と熱間加工性を高める。
- シリコン（Si）： 強度と耐酸化性を高める。
- リン（P）と硫黄（S）： 延性を維持し、脆化を防ぐために低めに抑えられている。
バリエーション：304L対304H
304ステンレス鋼にはさまざまな等級がある：
- 304L (低炭素)： 溶接に適し、粒界腐食に強い。
- 304H (高炭素)： 高温での強度が向上。
304ステンレス鋼の主な特性
304ステンレス鋼は、その耐久性、強度、様々な要素への耐性が高く評価されています。ここでは、様々な用途に適している主な特性についてご紹介します。
耐腐食性
304のクロムは、表面に透明な酸化シールドを作成します。この自然な障壁は、下の金属を攻撃するから錆や腐食をブロックします。傷が発生した場合、シールドは空気中の酸素と反応して自分自身を修正します。
耐久性と強度
304ステンレス鋼は、室温と高温の両方で顕著な強度を示す。515MPaの引張強さと205MPaの降伏強さで、応力下でも形状を保ちながら衝撃に耐える。
耐熱性
この金属は、-196℃から800℃までの極端な温度で優れた性能を発揮する。加熱されても強度を維持し、熱応力による反りや曲がりを防ぎます。
非反応性
304はほとんどの環境で安定した状態を保ち、通常の使用では錆びたり腐食したりしません。この金属は、食べ物や飲み物に味や匂いを加えず、ほとんどの化学薬品は損傷を引き起こすことなく表面に触れることができます。
美的アピール
この金属は、どんなプロジェクトにもクリーンでプロフェッショナルな外観をもたらします。表面は光沢があり、何年も長持ちします。お手入れは石鹸と水だけで汚れやシミを落とせます。
304ステンレス鋼の一般的なアプリケーション
304ステンレス鋼は、その汎用性のためにどこにでもあります。ここでは、いくつかの一般的なアプリケーションです：
工業用
- 化学処理装置 腐食性物質に強い。
- 配管とチューブ： 過酷な環境下での液体輸送に最適。
- 構造部品： 強度が高いため、梁、フレーム、サポートに使用される。
食品・飲料業界
- キッチン設備: シンク、カウンタートップ、調理器具は、その衛生性と耐腐食性の恩恵を受けている。
- 食品加工機械： 非反応性表面で安全性を確保。
建築用途
- 装飾要素: その美しさはファサードや彫刻に適している。
- 屋外構造物： 橋や歩道の風化に強い。
医療および自動車分野
- 医療器具： 皮下注射針や手術器具には、精度と耐食性が要求される。
- 自動車部品： 耐久性のため、トリムや排気システムに使用。
304と他のステンレス鋼の違い
304ステンレス鋼と他の一般的な鋼種との比較です。この表は、組成、特性、および一般的な用途における主な違いを強調しています。
| プロパティ | 304ステンレススチール | 201 ステンレス鋼 | 316ステンレス鋼 | 430ステンレススチール |
|---|---|---|---|---|
| クロム含有量 | 18-20% | 16-18% | 16-18% | 16-18% |
| ニッケル含有量 | 8-10.5% | 3.5-5.5% | 10-14% | 0-0.75% |
| 炭素含有量 | 最大0.08% | 最大0.15% | 最大0.08% | 最大0.12% |
| 耐腐食性 | 素晴らしい | まずまず（耐性は低い） | 優秀（モリブデンによる） | まずまず（耐食性に劣る） |
| 溶接性 | グッド | まあまあ（溶接が難しくなる可能性がある） | 良好（海洋条件下では注意が必要） | 悪い（錆びやすく腐食しやすい） |
| 強さ | 高い | 中程度（強度が低い） | 高い（マリンユースに適している） | 中程度（304より弱い） |
| 耐熱性 | 短時間の使用で最高870°C（1600°F） | 最高 870°C (1600°F) | 短時間の使用で最高870°C（1600°F） | 最高 815°C (1500°F) |
| アプリケーション | 一般用、食品用、医療用 | 予算に優しい, キッチン用品 | 海洋、化学、医療 | 自動車、家電製品、非腐食性領域 |
| 磁気特性 | 非磁性 | 磁性（わずかに磁気を帯びることがある） | 非磁性 | 磁気 |
304ステンレス鋼の溶接と加工
304ステンレス鋼は、その優れた溶接性と成形性により、溶接や加工に広く使用されています。ここでは、304ステンレス鋼が溶接され、製造される方法の概要です。
304ステンレス鋼の溶接
304ステン レス鋼は、炭素含有量が低く、合金組成のバランスがと れているため、非常に溶接しやすい。しかし、歪み、ひび割れ、材 料の弱体化などの問題を避けるには、適切な 溶接技術を使用することが重要である。304ステンレス鋼に使用される一般的な溶接方法には以下が含まれる：
- TIG溶接:304ステンレス鋼の溶接に最も一般的な方法である。スパッタを最小限に抑え、高品質できれいな溶接ができる。TIG溶接は、薄肉部や精密な用途に最適である。
- MIG溶接:MIG溶接は、304ステンレス鋼、特に厚い 部位にも使用される。TIG溶接より速いが、仕上がりはそれほどきれいではない。
- スティック溶接:棒溶接はステンレス鋼ではあまり一般的ではな いが、特に屋外や現場での用途によっては、棒 溶接を使用することができる。汚染を防ぎ、強力な接合を確保するために、適切な電極を選択する必要がある。
製造技術
一度溶接された304ステンレス鋼は、様々な製品や構造に加工することができます。加工は、切断、曲げ、および所望の形状に材料を形成することを含む.一般的な加工技術は次のとおりです。一般的な加工技術が含まれます：
- レーザー切断:レーザー切断は、高精度できれいなエッジを提供します。ステンレス鋼板、板、その他の平面形状の切断に使用されます。
- CNC加工:CNCは、より複雑な形状や細かな特徴に使用されることが多い。精密なカットや形状を作ることができ、大量生産に便利です。
- 形にする:304ステンレス鋼は、プレスブレーキなどの成形機で曲げ加工が可能です。曲げ加工後も強度と成形性を維持し、ブラケット、パネル、エンクロージャーなどの部品に適しています。
- スタンピング:スタンピングは、ステンレス鋼板から高精度の部品を作るために使用されます。金型を使って材料を特定の形状に切断、成形、打ち抜く。
結論
304ステンレス鋼は、その優れた耐食性、高強度、良好な溶接性で知られる汎用性の高い広く使用されている材料です。それは、食品加工、医療機器、および一般的な製造を含む多くのアプリケーションに最適です。その錆に抵抗し、高温に耐える能力は、それが様々な産業に適しています。
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ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
