ステンレス鋼の最も一般的な種類のリスト

最も広く使用されている金属材料の中でも、ステンレス鋼は、腐食性がなく、強靭で、耐久性に優れ、美観を損なわないという独特の特性により、高い需要があります。台所用品から医療機器、化学工業から建築まで、あらゆる用途でステンレス鋼は重要な役割を担っています。

ステンレス鋼の等級と種類

基本的にステンレス鋼は、最低10.5％のクロム含有量を持つ鉄基合金として記述することができます。クロムの濃度が高いため、表面に薄い酸化皮膜が形成されます。さらに、すべてのステンレス鋼が同じタイプというわけではない。むしろ、合金と微細構造に基づくバリエーションが、異なる特性を持つステンレス鋼の異なるファミリーをもたらします。

ステンレス鋼は、主に鋼の化学組成と熱処理のプロセスに依存する冶金的特性に基づいて分けることができます。オーステナイト系、フェライト系、マル テンサイト系、二相鋼の4種類に大別され、世界 的に使用されているステンレス鋼の大半を占めてい る。これらの鋼種は、耐性、硬度、溶接性、 価格などの特性が異なる。

技術者、設計者、購入者は、これら の鋼種に関する知識を持つことで、万能のステンレ ス鋼を使用するのではなく、目的に最も適したステンレ ス鋼を特定することができる。

オーステナイト系ステンレス鋼の一般的な種類

オーステナイト系ステンレス鋼は、世界で生産されるステンレス鋼の半分以上を占め、最も使用されている鋼種である。オーステナイト系ステンレス鋼は、優れた耐食性、優れた成形性、および温度範囲に対する優れた耐性で知られています。

オーステナイト系ステンレ ス鋼の最も一般的な種類は300シリーズで、304と 316グレードのステンレス鋼が含まれる。クロム、ニッケル、316の場合はモリブデンを含み、塩化物や過酷な化学薬品から保護します。

オーステナイト系ステンレ ス鋼は、焼鈍すると非磁性になり、硬化させ ることはできない。しかし、冷間加工により硬化する。その延性により、オーステナイト系ステンレス鋼は加工が非常に容易で、成形、曲げ、溶接が可能である。そのため、オーステナイト系鋼は、食品加工機器、医療機器、化学薬品貯蔵タンク、熱交換器、建築構造物などの用途に広く使用されている。

オーステナイト系ステンレス鋼の主な利点のひとつは、様々な環境下での耐食性である。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼にはニッケルが含まれているため、オーステナイト系ステンレス鋼はフェライト系ステンレス鋼よりも高価である。

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クロムを含むが、ニッケルはほとんど含まない。その構造はフェライト相に基づいており、磁性を持ち、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて比較的安価である。

フェライト系ステンレ ス鋼の一般的な例としては、409、430、446があ る。適度な耐食性に加え、良好な耐酸化性を示す。オーステナイト系ステンレスに比べ耐食性は劣るが、高温での信頼性は高い。

フェライト系ステンレス鋼は、自動車の排気システム、家電製品、装飾トリムワーク、および産業機械に広く適用されます。このタイプの鋼は、熱伝導率と低膨張特性の良好な値を誇っています。

しかし、フェライト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて靭性が低く、溶接性が低い傾向がある。フェライト系ステンレス鋼 はまた、特に厚板に関しては、成形性が 低い傾向がある。そのため、コストを考慮するが、高水準の耐食性を必要としない場合に適している。

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、高い強度と硬度を持つ。オーステナイト系やフェライト系とは異なり、マルテンサイト系ステンレス鋼は硬化させることができます。そのため、耐摩耗性と強度が必要な用途に使用できます。

一般的なマルテンサイト鋼種は以下の通り：410、420、440シリーズステンレス鋼。これらのマルテンサイト系ステンレス鋼 は、炭素濃度が高い。高濃度の炭素はステンレス鋼を硬くし、耐食性を低下させる。

マルテンサイト系ステンレス鋼は、低耐食性能力を持つ磁性であり、軽度の腐食条件下で適切に機能することができます。ナイフ、手術器具、タービンブレード、バルブ部品、高強度と耐摩耗性を必要とするシャフトなどの用途によく使用される。

マルテンサイト系ステンレス鋼の主な欠点は、他のステンレス鋼に比べて延性と溶接性が低いことである。しかし、マルテンサイト系鋼種は、耐食性特性よりも機械的特性が優先されるため、それぞれの用途において依然として非常に重要である。

二相鋼

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両方の特性の特徴的な組み合わせを含み、ほぼ等しい量の両方からなる微細構造を提供します。二相鋼特有のミクロ組織は、強度、耐食性、 耐応力腐食割れ性を与える重要な要素である。

一般的な二相鋼は2205と2507である。このような合金には、クロム酸塩、適量のニッ ケル、時にはモリブデンや窒素が含まれる。このような組成により、二相鋼は、特に塩化物 を含む腐食性環境に対して優れた耐性を示す。

二相鋼は、石油・ガス処理プラント、化 学プラント、海水淡水化プラント、海洋構造物、 圧力容器などに幅広く使用されている。強 度が高いため、厚さを薄くすることができ、大 型構造物のコスト面で有利である。

二相鋼は、優れた性能を持つが、溶接性と加工 工程管理がより厳しく要求される。不要な熱が加わると、相バランスが崩れ、 機械的特性および耐食性に影響を及ぼす可能 性がある。

データ表：各種ステンレス鋼の特性

その他の耐食性材料については、スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。

結論

ステンレス鋼は一つの材料ではなく、異なる課題基準に合わせて設計された様々な合金のグループである。オーステナイト系ステンレ ス鋼は、耐食性と成形性が要求される用途を支配 し、フェライト系鋼種は、中程度の環境下でコスト効 率の良いソリューションを提供する。マルテンサイト系ステンレ ス鋼は、強度と耐摩耗性に優れ、二相鋼 は、最も厳しい条件下で強度と耐食性の高度 なバランスを提供する。