ステンレス鋼は、その耐久性と耐腐食性により、様々な産業で人気のある素材です。しかし、多くのグレードがあるため、適切なものを選ぶのは大変です。このガイドでは、ステンレス鋼の種類を簡素化し、それぞれの特性や用途を紹介することで、お客様のプロジェクトにおいて、十分な情報に基づいた決断ができるようお手伝いします。
それでは、ステンレス鋼のさまざまな等級と、それぞれの特徴について見ていこう。
ステンレス・スチールとは？
ステンレス鋼は、少なくとも10.5%のクロムと、ニッケル、モリブデン、炭素などの様々な量の他の元素を含む鉄ベースの合金である。具体的な組成は、ステンレス鋼の多くの等級の間で大きく異なる可能性があり、それぞれが特定の特性や用途に合わせて調整されています。
ステンレス鋼におけるクロムの役割
クロムはステンレス鋼の特性において重要な役割を担っている。表面に酸化クロムの不動態層の形成を促 進することで、耐食性を高めている。この層は、腐食を引き起こす環境要因に対するバリアとして機能する。
さらに、クロムはステンレス鋼の機械的特性を向上させ、強度と硬度を高めると同時に、美的魅力にも貢献する。
ステンレス鋼の種類の分類
ステンレス鋼は主に5つの主要カテゴリーに分類される：
- オーステナイト
- フェライト
- マルテンサイト
- 二相鋼（フェライト-オーステナイト系）
- 析出硬化
ステンレス鋼種を理解するためのMECEフレームワーク
ステンレス鋼の分類に適用した場合：
- ステンレスの各カテゴリーはそれぞれ異なり、混乱させるような共通の特徴はない。
- これらのカテゴリーは、利用可能なすべてのタイプのステンレス鋼を網羅し、材料の分類を包括的にカバーしています。
オーステナイト系ステンレス鋼
オーステナイト系ステンレス鋼は、優れた耐食性、高い延性、良好な溶接性で知られ、広く使用されている。オーステナイト系ステンレス鋼は、主にニッケルとクロムを含み、そのユニークな特性に寄与し、様々な用途に適しています。
オーステナイト系ステンレス鋼の一般的な鋼種
オーステナイト系ステンレス鋼は、200系と 300系に分けられる。
300シリーズステンレス鋼
このシリーズには、最も一般的に使用されるグレードが含まれている：
- 304: 優れた耐食性と汎用性で知られ、厨房機器、貯蔵タンク、食品加工に広く使用されている。
- 316: モリブデン添加により耐食性に優れ、海洋環境や医療機器に最適。
- 316L: 316の低炭素バージョンで、溶接時の炭化物の析出を最小限に抑え、耐食性を向上させる。
200シリーズステンレス鋼
このシリーズの特徴は、ニッケル含有量が少なく、マンガンが多いことである。一般的なグレードは以下の通り：
- 201: 家電製品や自動車部品など、適度な耐食性と良好な成形性が要求される用途によく使用される。
- 202: 201に似ているが、窒素含有量が高いため強度と靭性が向上している。
フェライト系ステンレス鋼
フェライト系ステンレ ス鋼は炭素含有量が低く、通常0.2%以下 であるため、熱処理による硬化がなく、冷間加工に よる硬化は中程度である。一般的に10.5-27%のクロムを含み、ニッケルを含まないため、オーステナイト鋼より耐食性が低い。
フェライト系ステンレス鋼
最も一般的なフェライト系ステンレ ス鋼種は400シリーズに分類される：
- 430型： このグレードは、良好な成形性と適度な耐食性により広く使用されており、家電製品や自動車トリムによく見られる。
- タイプ409 コストパフォーマンスの高さで知られるこのグレードは、その優れた耐食性と強度により、自動車排気システムによく使用されている。
マルテンサイト系ステンレス鋼
マルテンサイト系ステンレス鋼は、高強度、高硬度、耐摩耗性で知られるステンレス鋼の一種です。一般的に10.5%から18%のクロムを含み、炭素含有量は0.1%から1.2%の範囲である。この組成により、マルテンサイト鋼は次のような方法で硬化させることができる。 熱処理機械的特性を著しく向上させる。
一般的なマルテンサイト系ステンレス鋼種
マルテンサイト系ステンレ ス鋼は主に400シリーズに属し、代表的な鋼種は以 下の通りである：
- グレード410： 約11.5%のクロムを含む汎用ステンレス鋼で、強度と耐食性のバランスが良いため、カトラリー、キッチンツール、ファスナーなどの用途によく使用されています。
- グレード420： 優れた硬度と耐摩耗性で知られるグレード420は、外科用器具や工業用切削工具によく使用される。炭素含有量が高いため、熱処理により硬度を高めることができます。
- グレード440A： このグレードは420よりもさらに硬度が高く、高級ナイフや精密工具によく使用される。
二相ステンレス鋼
二相鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼と フェライト系ステンレス鋼の有益な特性を併せ持つ ユニークな合金である。その結果、オーステナイト相とフェライト相 がほぼ同量の二相組織となる。この構成により、二相鋼は従来のステンレ ス鋼よりも優れた強度、靭性、耐食性を持つ。
二相ステンレス鋼の鋼種と品種
二相鋼は、その組成と特性によりいくつかの鋼種に分類される：
- 標準デュプレックス： 一般に2205 (UNS S32205)鋼種に代表される標準二相 鋼の耐孔食性等価数 (PREN)は、通常28から38である。この鋼種は、強度と耐食性のバランスがよく、 様々な用途に適している。
- スーパー・デュプレックス： F53 (UNS S32750)やF55 (UNS S32760)などの鋼種は、クロ ム (最大25%)とモリブデンの含有量が高 く、耐食性と機械的強度が向上している。スーパー二相鋼のPRENは38から45である。
- リーン・デュプレックス LDX2101のような低合金二相鋼は、合金元素の含有 量が少ないが、耐食性は高い。LDX2101は、コスト効 率が重要な、あまり攻撃的でない環境で使 用されることが多い。
析出硬化ステンレス鋼
析出硬化系ステンレス鋼 (PHステンレス鋼) は、マルテンサイト系とオーステナイト系の長所を併せ持つ特殊なステンレス鋼である。このタイプのステンレス鋼は、良好な耐食性を維持しながら、その強度と硬度を大幅に向上させる独自の熱処理プロセスを経る。
一般的な析出硬化ステンレス鋼のグレード
析出硬化ステンレス鋼は、以下のような数種類の鋼種が広く使用されている：
- 17-4 PH： クロムを約17%、ニッケルを約4%含有する最もポピュラーな鋼種のひとつ。優れた強度と耐食性のバランスで知られ、航空宇宙用途や工業用途によく使用される。
- 15-5 PH： 17-4と似ているが性質が若干異なるこの材種は、靭性に優れ、高い強度と耐食性を必要とする用途によく使用される。
- 13-8 PH： この鋼種は高温下で高い強度と優れた靭性を発揮するため、航空宇宙部品のような過酷な環境に適している。
ステンレス鋼の選択に影響する主な要因
ステンレス鋼を選択する際には、いくつかの重要な要素を考慮する必要がある：
耐腐食性
耐食性は極めて重要であり、グレードによって特定の腐食に対する保護レベルは異なる。適切なグレードを選ぶには、環境と潜在的な腐食性物質を理解することが不可欠です。
機械的性質
強度、硬度、延性などの機械的特性は、性能を発揮するために不可欠です。靭性を求めるならオーステナイト系、硬度を求めるならマルテンサイト系と、用途によって使い分けが必要です。
コスト
材料選択において、コストは重要な役割を果たす。高性能グレードは初期費用が高いかもしれないが、その長期的なメリットは投資を正当化することができる。徹底的なコスト分析には、材料費とライフサイクル費用を含める必要がある。
製作の容易さ
加工のしやすさは生産効率に影響する。鋼種によって機械加工に対する反応は異なる、 溶接そして 形成プロセス.意図された加工方法に適合するグレードを選択することで、生産を合理化し、製品の品質を高めることができる。
ステンレス鋼の各グレードの融点
各鋼種の融点は、用途に適したステンレ ス鋼を選ぶ際に考慮すべき重要な要素である。
ステンレス鋼は、強度と耐久性を維持しながら高温に耐えることができるため、プラスチックポリマーのような素材よりも好まれることが多い。
ステンレス鋼の融点は、合金組成のばらつきを 反映して、一般的に一定の範囲内にある。これらの融点は、単に耐熱性を示すだけでなく、応力、腐食、亀裂に対する耐性など、材料の全体的な性能特性にも関係している。
以下は、一般的なステンレス鋼の融点である：
- グレード 304: 1400-1450°C (2552-2642°F)
- グレード316: 1375-1400°C (2507-2552°F)
- グレード430: 1425-1510°C (2597-2750°F)
- グレード434: 1426-1510°C (2600-2750°F)
- グレード410：1480～1530℃（2696～2786°F）
- グレード420：1450～1510℃（2642～2750°F）
結論
適切な種類のステンレス鋼を選ぶには、耐食性、 機械的特性、コスト、加工のしやすさ、融点な どの要素を考慮する必要がある。これらの側面を理解することで、選択した材料がその用途で効果的に機能することが保証される。
お気軽にご連絡ください。 特定の要件がある場合、またはプロジェクトに適したステンレス鋼を選択する際にサポートが必要な場合は、お問い合わせください。私たちのチームは、お客様のニーズに最適なソリューションを見つけるお手伝いをいたします！
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。
