導入
ステンレス鋼 20世紀初頭に産業シーンに入り、錆に抵抗したように見えるため、その名前を獲得しました.
主に鉄で構成されている, クロム, ニッケル, およびトレース要素, ステンレス鋼は、高層ビルのファサードから外科的メスまでのすべてに合うユニークな特性を組み合わせています.
まだ, その多くの強みにもかかわらず, ステンレス鋼にはトレードオフが付いています.
この記事では, ステンレス鋼の重要な利点と短所を調べます, データによって強化されています,
したがって、シートメタルアクセサリーまたはその他のアプリケーション用にステンレス鋼を選択するときに、情報に基づいた決定を下すことができます.
ステンレス鋼の利点
優れた耐食性
ステンレス鋼の特徴は、最小から出現します 10.5 % クロム コンテンツ, 自己治癒クロム酸化物層を形成します.
その結果, のような成績 304 AS ASの低い腐食率を示します 0.01 MM/年 ニュートラル環境で, その間 316 (モリブデンを添加したもの) 塩化物溶液の孔食が抵抗します –0.2 in vs. SCE.
さらに, この受動的なフィルムは、わずかな傷の後に即座に再生されます, 過酷な大気における長期的な耐久性を確保します.
その結果, 住宅所有者は、シンクや調理器具のためにそれを信頼しています, そして、シェフは、ピットや錆びずに酸性食品に接触するキッチンの調理器具のためにそれに依存しています.
高い強度重量比
耐食性に加えて, 多くのステンレスグレードは、範囲の引張強度を提供します 500 に 1 200 MPa - しっかりと一致するか、構造的な炭素鋼を超えていますが、大まかに計量します 20 % 少ない.
例えば, 17-4 PH リーチ 1 000 MPa H900気性, シャフトに理想的にします, 歯車, そして、強さを犠牲にすることなく軽量から恩恵を受ける高負荷コンポーネント.
優れた高温パフォーマンス
さらに, ステンレス鋼は、高温で機械的完全性と酸化抵抗を維持します.
310S 以上を保持します 80 % 室温の引張強度の 800 ℃, そして 601 (耐熱性グレード) で継続的に動作します 1 100 ℃.
その結果, 発電や石油化学物質などの産業は、炉成分のステンレスに依存しています, ヒートエクスチェンジャーチューブ, and exhaust systems.
優れた衛生特性
衛生アプリケーションへの移行, ステンレススチールの滑らかな, 非多孔質の表面は細菌の接着に抵抗します.
食品サービスおよび医療環境で, 専門家は、苛性クリーナーまたはオートクレーブでステンレス装備を消毒します, 金属が微生物も残留物も隠さないと確信しています.
実際には, 調査では、適切に研磨された316Lクーポンが示されていることがわかりました ゼロコロニー形成ユニット 後 24 スープ文化の時間¹.
審美的な汎用性と仕上げオプション
パフォーマンスを超えて, ステンレス鋼は目を喜ばせます. デザイナーはミラーポリッシュを実現します (ラ < 0.1 μm), ブラシ付きテクスチャ (ra≈ 0.4 μm), または、装飾パネルや彫刻用の色の陽極コーティング.
加えて, その均一な仕上げは、光を均等に反映します, ファサードにプレミアムルックを貸します, キッチン家電, とジュエリー.
リサイクル性と持続可能性
環境への影響の観点から, ステンレス鋼が際立っています: 現代の合金にはしばしば含まれています 60–80 % リサイクルコンテンツ, そして金属は残っています 100 % リサイクル可能 無期限に.
さらに, スクラップからステンレスを生成するまで消費します 40 % エネルギーが少ない 一次生産よりも, LEEDクレジットと企業ESGのターゲットとの調整.
摩耗と衝撃に対する抵抗
多くのマルテンサイトおよび沈殿硬化ステンレスグレード - など 420 そして 630-成し遂げる
上記のロックウェル硬度値 HRC 40, ポンプシャフトの例外的な耐摩耗性を有効にします, ナイフブレード, バルブシート.
さらに, これらの合金は靭性を維持します (シャルピーv-notch > 50 j –40°Cで) 繰り返しの影響の下, 動的アプリケーションでのサービス寿命を拡張します.
メンテナンスとライフサイクルの価値が低い
ついに, ステンレス鋼の腐食抵抗の組み合わせ, 強さ, 美学はメンテナンスサイクルを削減します.
例えば, 製造されたアーキテクチャクラッディングシステム 316 グレードは、多くの場合、定期的な洗浄だけが必要です, 塗装鋼と比較して, それはすべてを塗り直すことを要求します 5–7年.
50年以上の建物の生活, ステンレスはaを供給できます 30–50 % 所有権の総コストが削減されます 前払いの材料コストが高いにもかかわらず.
ステンレス鋼の短所
材料費の高騰
何よりもまず, ステンレス合金にはプレミアム価格タグがあります.
例えば, 304-グレードのステンレスコストは大まかです 20–30 % 1キログラムあたりの詳細 標準的な炭素鋼よりも, 二重またはニッケルリッチグレード (例えば, 2205, 316L) 実行できます 50–80 % より高い.
その結果, 予算が厳しいプロジェクトは、多くの場合、最も重要なコンポーネントのみのためにステンレスを予約することがよくあります.
より低い熱伝導率
さらに, ステンレス鋼の熱伝導率は周りに浮かびます 15 W/m・K - それについて 8 % 銅の 7 % アルミニウムの.
結果として, 急速な熱散逸が必要なアプリケーション (電子ヒートシンクや調理器具の底のように) ステンレスでパフォーマンスが低下します, 代わりに代替金属を選択するリーディングエンジニア.
挑戦的な製造と機械加工
加えて, ステンレスのワークヘルデンはすぐに. フライスまたはターニング中, カットゾーンは硬化する可能性があります 20–30 %, ツールの摩耗が加速します.
炭化物またはセラミックツールはこの効果を軽減します, ショップはまだ遭遇します 30–40 % 短い 軟鋼の機械加工と比較したツール寿命.
さらに, その靭性には、より高い切断力が必要です, 消費電力の増加.
溶接の困難と歪み
同様に, 溶接ステンレスは慎重に制御する必要があります. 高い熱膨張 (≈ 17 ×10⁻⁶K⁻¹) 歪みを誘発できます,
そして急速な冷却は感作 - 腐食抵抗を損なう粒結合炭化炭化物沈殿.
これらの問題に対抗する, 製造業者はしばしば部品を予熱し、溶接後のアニールを実行します, 生産に時間とコストを追加します.
表面マーキングと指紋の可視性
さらに, ステンレス鋼は指紋を容易に示します, ウォータースポット, そして細かい傷.
高級仕上げでも (2bまたはba), 毎日のハンドリングは、デザイナーが特殊なポリッシュできれいにしなければならない油性の汚れの後ろに残されます.
エレベーターインテリアなど、交通量の多いインスタレーションでは、メンテナンスチームが支出を報告しています 20–30 % もっと 粉末コーティングされた鋼と比較して、ステンレスを手付かずに保つ努力.
フェライトグレードの磁気
ついに, 多くのフェライトステンレスグレード (例えば, 430) 磁気特性を示します, 非磁性材料を必要とする電子または医療用途で問題を引き起こす可能性があります.
オーステナイトグレードですが (304, 316) 本質的に非磁性のままです, 費用がかかり、降伏強度が低くなります, パフォーマンスと価格のトレードオフを作成します.
結論
腐食抵抗のステンレス鋼のブレンド, 強さ, そして、審美的な汎用性により、調理器具から化学処理植物まで、無数の用途でも不可欠になります.
しかし、そのコストが高くなっています, 溶接/形成需要, そして、表面のメンテナンスのニーズは真の課題をもたらします.
これらの利点とプロジェクトの要件に対する欠点を比較検討することにより, ステンレス鋼が次のシートメタルアクセサリーまたは産業コンポーネントに最適な選択肢であるかどうかを判断できます.
