ステンレス鋼 ステンレス鋼は、その微細構造と組成に応じてさまざまなタイプに分けられ、それぞれのタイプによって性能と用途が異なります。この記事では、ステンレス鋼の一般的な5つのタイプに焦点を当てます。 ステンレス鋼： オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、二相ステンレス鋼、析出硬化型ステンレス鋼。
オーステナイト系ステンレス鋼は、オーステナイト結晶構造を特徴とするステンレス鋼の一種です。オーステナイト系ステンレス鋼の主な合金元素はクロム (Cr) とニッケル (Ni) で、クロムは通常 18% 以上、ニッケルは通常 8% 以上です。ニッケル含有量が多いため、オーステナイト系ステンレス鋼は通常、耐食性、延性、低温靭性が優れています。
オーステナイト系ステンレス鋼の結晶構造は面心立方 (FCC) であり、高い可塑性と延性を備えているため、過酷な条件下でも優れた機械的特性を維持できます。
オーステナイト系ステンレス鋼は、化学組成と性能特性に応じて次の種類に分類できます。
304ステンレス鋼 (1.4301): 18% のクロムと 8% のニッケルの合金で、総合的な性能が優れており、さまざまな軽度の腐食環境に適しています。
316ステンレス鋼 （1.4401）：2に3％～304％のモリブデンが添加されており、塩化物腐食に対する耐性が大幅に向上し、海洋環境や化学装置などの腐食性の高い場所に適しています。
321ステンレス鋼 （1.4541）：チタンが添加されており、粒界腐食に対する耐性が向上し、高温機器によく使用されます。
904Lステンレス鋼 (1.4539): 銅などの高合金元素を含み、耐腐食性がより強く、海水冷却システム、酸性ガス処理などの環境でよく使用されます。
- 強力な耐腐食性: オーステナイト系ステンレス鋼は、ほとんどの酸性およびアルカリ性環境に対して優れた耐腐食性を備えており、特に塩化物に対して強力な耐腐食性を備えています。
- 優れた加工性: オーステナイト組織の延性が高いため、オーステナイト系ステンレス鋼は、スタンピング、絞り、溶接などの加工プロセスに非常に適しています。
- 優れた低温靭性：オーステナイト系ステンレス鋼は低温環境でも優れた靭性を維持できるため、低温機器での使用に適しています。
- 熱処理の難しさ：オーステナイト系ステンレス鋼は通常の条件下では優れた性能を発揮しますが、熱処理が難しく、特に高温では粒界腐食が発生しやすくなります。
- 食品および製薬業界: 304 および 316 ステンレス鋼は、食品加工機器、製薬機器、飲料水処理施設で広く使用されています。
- 化学および石油化学産業: 耐腐食性があるため、化学容器、反応器、パイプライン、その他の機器に適しています。
- 建築装飾および家電業界：オーステナイト系ステンレス鋼は、美しい外観と耐腐食性を備えており、建物の外壁、橋梁、さまざまな家電部品によく使用されます。
- 医療機器：オーステナイト系ステンレス鋼は生体適合性に優れているため、手術器具や人工関節などに広く使用されています。
フェライト系ステンレス鋼は、フェライト結晶構造を持つステンレス鋼の一種です。主な合金元素はクロム（Cr）で、クロム含有量は通常10.5％～30％、ニッケル含有量は低い（通常1％未満）。フェライト系ステンレス鋼は価格が安く、耐酸化性が優れているため、高温で耐腐食性が要求されない環境に特に適しています。
430ステンレス鋼（1.4016）：クロム含有量は約17％で、耐腐食性と耐酸化性に優れており、厨房機器、自動車の排気システムなどに広く使用されています。
446ステンレス鋼（1.4762）：クロム含有量が高い（約24％〜27％）ため、耐高温性に優れており、ボイラー、ストーブ、ロケットエンジンなどによく使用されます。
439ステンレス鋼（1.4510）：16％～18％のクロムを含み、主に自動車、ボイラー、熱交換器に使用され、耐食性と溶接性に優れています。
- 強力な高温耐性：フェライト系ステンレス鋼は高温環境でも強力な耐酸化性を持ち、特に高温作業環境に適しています。
- 優れた耐食性: フェライト系ステンレス鋼は、特に高温において、一般的な酸、アルカリ、酸化物質に対して優れた耐食性を備えています。
- 溶接性が悪い: フェライト系ステンレス鋼は溶接中に割れやすいため、溶接技術に対する要求が高くなります。
- 延性が低い: オーステナイト系ステンレス鋼と比較すると、フェライト系ステンレス鋼は延性が低く、複雑なスタンピングやストレッチングのプロセスには適していません。
- 自動車産業：自動車の排気管、自動車部品などに広く使用されています。
- キッチン設備：シンク、コンロ、食器など
- ボイラーおよび熱交換器：ボイラーライニング、熱交換器などの高温環境に適しています。
- 建築装飾：屋根、外壁などの耐高温装飾用途に使用されます。
マルテンサイト系ステンレス鋼は、マルテンサイト結晶構造を主な微細構造とするステンレス鋼の一種です。合金組成には通常、12% ～ 18% のクロムと、それより少量のニッケルが含まれています。マルテンサイト系ステンレス鋼は硬度と強度が高いため、高強度および耐摩耗性が求められる用途によく使用されますが、耐食性は劣ります。
410ステンレス鋼（1.4006）：12％～14％のクロムと高炭素含有量を含み、耐摩耗性と耐腐食性が良好です。ナイフや機械部品などの製造によく使用されます。
420ステンレス鋼（1.4021）：410ステンレス鋼よりも炭素含有量が多く、硬度と耐摩耗性が高く、ナイフや外科用器具などに適しています。
440C ステンレス鋼 (1.4125): 最大 1.2% の炭素を含み、非常に高い硬度と耐摩耗性を備えており、高硬度の工具やベアリングの製造に適しています。
- 高い強度と硬度: マルテンサイト系ステンレス鋼は、熱処理後に非常に高い硬度と強度を得ることができるため、耐摩耗性と高い強度が求められる用途に適しています。
- 耐食性が低い: オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼と比較すると、マルテンサイト系ステンレス鋼は、特に湿気や腐食性の高い環境では耐食性が低くなります。
- 延性が低い: マルテンサイト系ステンレス鋼は硬度が高いため、延性が低く、冷間加工が困難です。
- ナイフと切削工具: マルテンサイト系ステンレス鋼は、ナイフ、メス、はさみ、スクレーパー、その他の鋭い刃が必要な工具に広く使用されています。
- ベアリングおよび機械部品：マルテンサイト系ステンレス鋼は、高い強度と耐摩耗性が要求されるベアリングやギアなどの機械部品に適しています。
- 医療機器：外科用器具、歯科用器具など
- ポンプ本体、バルブ：石油化学、原子力発電所などの産業において、高圧耐性、耐摩耗性が求められるポンプ本体、バルブなどの部品に使用されます。
二相ステンレス鋼は、オーステナイトとフェライトの二重結晶構造を持つステンレス鋼の一種です。その微細構造は通常、50% のオーステナイト相と 50% のフェライト相で構成されています。二相ステンレス鋼は XNUMX つの相の利点を組み合わせ、高い強度を確保しながら、優れた耐食性と高い耐亀裂性を維持できます。
2205二相ステンレス鋼 (1.4462): クロム22%、ニッケル5%、窒素が添加されています。耐食性、耐応力腐食割れ性に優れています。海洋、石油、化学工学でよく使用されます。
2507二相ステンレス鋼 (1.4410): クロム (25%) とニッケル (7%) の含有量が高く、モリブデンの含有量も高くなっています。耐食性が強く、海洋工学、石油・ガス産業などの極度の腐食環境に適しています。
- 優れた耐食性: 二相ステンレス鋼の耐食性は、従来のフェライト系ステンレス鋼よりも優れており、特に塩化物腐食や酸性環境においてオーステナイト系ステンレス鋼に近いです。
- 高強度・高圧耐性：二相ステンレス鋼は、その独特な構造により、オーステナイトとフェライトの利点を兼ね備えており、その強度は単一のオーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼よりもはるかに高く、高圧・高温の環境での使用に適しています。
- 優れた耐亀裂性と耐応力腐食割れ性: オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、二相ステンレス鋼は耐応力腐食割れ性 (SCC) が優れているため、過酷な産業環境での使用に適しています。
- 優れた加工性と溶接性：二相ステンレス鋼の加工性と溶接性は比較的良好ですが、オーステナイト系ステンレス鋼に比べると若干劣ります。
- 海洋工学：海洋プラットフォーム、海底パイプライン、船舶構造物などの分野に適用されます。
- 石油・ガス：二相ステンレス鋼は、耐腐食性のパイプライン、貯蔵タンク、熱交換器、その他の機器に広く使用されています。
- 電力業界：特に原子力発電所や火力発電所の設備では、蒸気管やボイラー部品などに二相ステンレス鋼がよく使用されています。
析出硬化型ステンレス鋼は、熱処理時の析出硬化機構により強度と硬度を大幅に向上させることができる特殊なステンレス鋼です。このタイプの鋼には通常、クロム、ニッケル、銅、アルミニウムなどの元素が含まれています。熱処理温度と時間を制御することで、合金中のマトリックスに溶解した第2相粒子が析出し、材料の機械的性質が大幅に向上します。析出硬化型ステンレス鋼は、強度と硬度が高いだけでなく、比較的良好な耐食性も維持しています。
17-4 PH（630ステンレス鋼）：クロム、ニッケル、銅などの元素を含み、強度が高く、耐食性に優れており、主に航空宇宙、原子力、化学などの産業で使用されます。
15-5 PH: 少量のニオブとモリブデンを含み、強度と耐食性に優れており、主に化学機器、航空宇宙などに使用されます。
13-8 Mo：モリブデンと一定量のニオブを添加し、強度と耐疲労性が高く、高圧容器、空気圧機器などの分野でよく使用されます。
PH 800: 高強度、高靭性を有し、高温高圧機器の製造に広く使用されています。
- 非常に高い強度と硬度: 析出硬化プロセスにより、析出硬化ステンレス鋼は耐食性を犠牲にすることなく、材料の強度と硬度を大幅に向上させることができます。
- 優れた耐食性：析出硬化型ステンレス鋼は、特に中性、弱酸性、弱アルカリ性の環境において比較的優れた耐食性を備えています。
- 優れた耐疲労性と耐摩耗性：析出硬化型ステンレス鋼は、優れた硬度と強度により、優れた耐疲労性と耐摩耗性を備えています。
- 強力な調整機能: さまざまな熱処理プロセスを通じて、析出硬化ステンレス鋼の機械的特性は、さまざまな用途のニーズに合わせて必要に応じて調整できます。
- 航空宇宙：析出硬化型ステンレス鋼は、航空機のエンジン部品、タービンブレード、ノズル、胴体などの高強度、高耐食性部品の製造に使用されます。
- 原子力エネルギー産業：原子炉や原子力発電所などの高温・高放射線環境において、析出硬化型ステンレス鋼はより高い強度と耐食性を提供できます。
- 石油・ガス：石油掘削プラットフォーム、高圧石油・ガスパイプライン、ポンプ本体などの高圧・高強度機器の製造に適しています。
- 高圧容器および化学装置：析出硬化型ステンレス鋼は、主に化学反応器、貯蔵タンク、反応器などの装置に使用されます。
オーステナイト系 ステンレス鋼 フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼から二相ステンレス鋼、析出硬化型ステンレス鋼まで、各タイプのステンレス鋼は独自の化学組成、微細構造、性能特性を持ち、さまざまな作業環境や用途の要件に適応します。特定の使用要件に応じて適切なタイプのステンレス鋼を選択することが重要です。
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