ステンレス鋼の種類: 包括的なガイド

導入

ステンレス鋼 耐久性などの優れた特性で知られる広く使用されている素材です, 強さ, 耐腐食性.

さまざまな業界で活用されています, 建設、自動車から医療機器、厨房機器まで.

適切な種類のステンレス鋼を選択すると、さまざまな用途で最適な性能と寿命が保証されます。. このガイドでは、さまざまな種類のステンレス鋼の詳細な概要を説明します。, 彼らの特徴, および適切なアプリケーション.

1. ステンレス鋼とは?

ステンレス鋼は、主に鉄から作られた合金であり、少なくとも 10.5% クロム, 独特の耐食性を与える. クロムを添加すると、薄い金属の形成が可能になります。, 鋼表面の保護酸化層, 錆びや酸化を防ぐ.

ニッケルなどの他の元素, モリブデン, 強度などの特定の特性を強化するためにマンガンも添加される場合があります。, 延性, 耐熱性と耐薬品性.

ステンレス鋼の共通特性:

• ‌耐食性‌: ステンレス鋼のクロム元素が酸素と反応して、緻密なクロム酸ナトリウム層を形成します。, これにより、腐食の可能性が効果的に低減され、ステンレス鋼の耐食性が向上します‌.
• ‌耐熱性‌: ステンレス鋼は高温でも優れた物理的および機械的特性を維持できます, 耐熱性が良い, さまざまな温度環境でも良好な物理的および化学的特性を維持できます‌.
• ‌高強度‌: ステンレス鋼は強度が高く、より大きな圧力や張力に耐えることができます‌.
• 安全性と衛生性: ステンレスは放射性物質を含まず、人体に害を与えません。. 食品製造装置や生産ラインなどの装置に最適です。.
• 美しい表面: ステンレスの表面は明るいです, 掃除が簡単, メンテナンスコストも低い‌1.
• ‌良好な機械加工性‌: ステンレス鋼はさまざまな方法で成形および加工できます, 溶接などの, 冷間加工, 精密加工, 等.
• ‌リサイクル性: ステンレス素材はリサイクル可能で環境への影響が少ない.
• ‌優れた弾性と可塑性‌: ステンレス鋼材料は優れた弾性と可塑性を備えており、破損しにくいです‌.

このような特徴を持つステンレス鋼は、さまざまな分野で広く使用されています。, 機械などの, 航空, 軍事産業, 化学工業, 等.

2. ステンレス鋼の種類

ステンレス鋼は 5 つの主要な族に分類されます, それぞれが独特の微細構造と化学組成を持ち、異なる特性を与えます. これらの分類を理解することは、さまざまな用途に適した材料を選択するために重要です, キッチン家電から航空宇宙部品まで. それぞれのタイプについて詳しく見てみると、:

1. オーステナイト系ステンレス鋼

構造:
オーステナイト系ステンレス鋼は面心立方晶を持っています。 (FCC) 結晶構造, 室温で安定しているもの. この構造により、非磁性で延性が高くなります。.

構成:
これらの鋼材には通常、 16-26% クロムと 6-22% ニッケル, 耐食性を高めるためにモリブデンまたは窒素を含むグレードもあります. 低炭素含有量 (通常は未満です 0.1%) 炭化物の析出を防ぎます, 粒界腐食を引き起こす可能性があります.

プロパティ:
オーステナイト系ステンレス鋼は優れた耐食性で知られています, 特に酸性および塩化物が豊富な環境では. 優れた成形性と溶接性を備えています。, 複雑な形状や大きな構造物に適しています。. しかし, 熱処理によって硬化することはできません; その代わり, 強度を高めるために冷間加工されることが多い.

共通グレード:

• 304: としても知られています 18/8 ステンレス鋼, 多用途性と優れた耐食性により最も広く使用されているグレードです。.
• 316: モリブデンを含む, 海洋環境や化学環境において孔食や隙間腐食に対して優れた耐性を発揮します。.
• 310: 炉部品や熱交換器に使用される耐熱鋼.

アプリケーション:
オーステナイト系ステンレス鋼は幅広い製品に使用されています, キッチンのシンクも含めて, 食品加工装置, 薬品タンク, そして建築のファサード.

2. フェライト系ステンレス鋼

構造:
フェライト系ステンレス鋼は体心立方晶を持っています。 (BCC) 構造, 炭素鋼と同様の, そのため磁性があり、オーステナイトグレードよりも延性が低くなります。.

構成:
通常は次のものが含まれます 10.5-30% クロムと超低炭素 (未満 0.1%), これらの鋼にはニッケルがほとんどまたはまったく含まれていません, オーステナイト系よりもコスト効率が高い.

プロパティ:
フェライト系ステンレス鋼は優れた耐食性を備え、応力腐食割れに対して耐性があります。. オーステナイト系グレードよりも熱伝導率が優れていますが、溶接や成形にはあまり適していません。.

共通グレード:

• 430: 優れた耐食性と成形性により、自動車のトリムや家電パネルによく使用されます。.
• 409: クロム含有量が低い, 適度な耐食性を提供します, 自動車の排気システムでよく使用されます.

アプリケーション:
フェライト系ステンレス鋼は自動車用途によく使用されます, 産業機器, と装飾的なトリム.

3. マルテンサイト系ステンレス鋼

構造:
マルテンサイト系ステンレス鋼は体心正方晶系です。 (BCT) 構造. 磁性があり、熱処理により高い強度と硬度を得ることができます。.

構成:
これらの鋼には次のものが含まれています 12-18% クロム, 0.1-1.2% 炭素, ニッケルはほとんど含まれていません. 炭素含有量が高いため、硬化および焼き戻しが可能です。.

プロパティ:
マルテンサイト系ステンレス鋼は強度が高いのが特徴です, 硬度, 適度な耐食性. 熱処理して幅広い機械的特性を実現できますが、他のステンレス鋼ファミリーに比べて脆く、耐食性が劣ります。.

共通グレード:

• 410: 優れた耐食性と高い機械的強度を備えた汎用グレード.
• 420: 光沢があり、鋭い刃先を維持できるため、カトラリーによく使用されます。.
• 440C: 炭素含有量が高いため、摩耗の激しい用途に適しています.

アプリケーション:
ナイフの刃にはマルテンサイト系ステンレス鋼が使用されています, 手術器具, シャフト, とバルブ.

4. 二相ステンレス鋼

構造:
二相ステンレス鋼はオーステナイトとフェライトの混合微細構造を持っています, 通常は 50:50 比率. この二相構造により、ユニークな特性が得られます。.

構成:
二相鋼には通常次のものが含まれます。 18-28% クロム, 4.5-8% ニッケル, そして最大まで 5% モリブデン, 炭素含有量が低い. バランスのとれた組成により、応力腐食割れの感受性が軽減され、機械的強度が向上します。.

プロパティ:
これらの鋼は、オーステナイト系グレードとフェライト系グレードの最良の特性を組み合わせたものです, 高い強度を提供します, 優れた耐食性, 溶接性も良好. 過酷な環境でも優れたパフォーマンスを発揮します, 塩化物や硫酸にさらされたものなど.

共通グレード:

• 2205: 最も広く使用されている二相グレード, 高い強度と応力腐食割れに対する耐性で知られています.
• 2507: 強度と耐食性をさらに高めたスーパー二相グレード.

アプリケーション:
二相ステンレス鋼は化学処理に使用されます, 石油およびガス産業, 海洋用途, および熱交換器.

5. 析出硬化 (PH) ステンレス鋼

構造:
PH ステンレス鋼は、熱処理により高い強度と靭性を実現できる独自の微細構造を持っています。. これらはオーステナイトまたはマルテンサイトとして始まり、析出硬化を受けて強度を高める微細粒子を形成します。.

構成:
これらの鋼はアルミニウムなどの元素と合金化されています, 銅, そしてチタン, 熱処理中に析出する金属間化合物を形成します。.

プロパティ:
PH ステンレス鋼は高強度の組み合わせを提供します, 良好な耐食性, 優れた機械的特性. さまざまな強度レベルに熱処理できます。, 要求の厳しい多くの用途に多用途に使用できるようになります.

共通グレード:

• 17-4 PH: 最も広く使用されているPHグレード, 高い強度と適度な耐食性を兼ね備えています.
• 15-5 PH: 従来よりも靭性が向上しました 17-4 PH であり、航空宇宙用途でよく使用されます.

アプリケーション:
PH ステンレス鋼は航空宇宙部品に使用されています, 高性能バルブ, 歯車, およびその他の精密工学部品.