ステンレスについて
基礎知識
ステンレスとは、鉄にクロムを加えた合金鋼で、さらにニッケル・モリブデン・銅などを特殊な元素を加え、耐食性・耐熱性・その他の性質を向上させたものです。
大別するとクロムを13％加えた13クロム鋼『マルテンサイト系』、クロムを18％加えた18クロム鋼『フェライト系』、18％のクロムにニッケルを8％加えた18-8クロム・ニッケル鋼『オーステナイト系』の3種類になります。
またクロム系ステンレス鋼は、鉄と同様に磁石につき、クロム・ニッケル系ステンレス鋼は磁石につかないとされています。
ステンレスは建築分野で多くの用途に使われています。ステンレスのもつ優れた素材特性が、建築物の厳しい要求に十分応えているからです。
ステンレスは耐食性、耐久性、強度、耐熱性、美観など建材としての機能を有している素材で、近代建築に欠かすことのできないものです。
ステンレスには特性と用途の異なるたくさんの種類があります。現在、建材として多く使用されています。建材として最も多く使われているのは、ＳＵＳ304で内装、外装の大部分はこの種類ですが、エスカレーターまわりや厨房設備などにはＳＵＳ304より耐食性のやや劣るＳＵＳ430が使われることもあります。
一方、海岸地帯や工業地帯のように塩分、鉄粉、有毒ガスなど腐食要因の多い環境では、ＳＵＳ304より耐食性の優れているＳＵＳ316が使われます。
この他にも、使用箇所によっては、他のＪＩＳ鋼種や素材メーカーで使用目的によって開発された鋼種が使用されています。
硬度は、SUS430＜SUS304＜SUS301＜SUS630＜SUS440C
＊但し、SUS301-CSPやSUS304-CSPのバネ材は上記とは異なります。バネ材は一般材より硬度は高いです。
耐熱性は、SUS304＜SUS316＜SUS309S＜SUS310S
ステンレス鋼の耐熱性について
一般に、500℃程度までであれば、どのステンレス鋼材であっても引張り強さについてはあまり減衰することもありませんが、これを超えると急に強度が落ちてきます。特にマルテンサイト系、フェライト系は高温下での機械的強度の落ち込みが激しくなります。耐力も引張り強さと同様です。
『オーステナイト系』＊代表SUS304（18クロム-8ニッケル）
一般に550℃を超える温度帯域で優れた機械的性質を示しますが、約600℃～980℃以上の長時間加熱すると、常温や低温でのじん性が低下すると言われています。
SUS304にSiを添加して耐酸化性を高めたSUS302Bや、CrとNiの添加量を増やすことでSUS309SやSUS310Sがあります。
『フェライト系』＊代表SUS430（18クロム系）
500℃を超えると急に強度が落ちてきます。また高温環境下では脆化現象を起こすこともあり、こうした環境下での構造材料としてはあまり使われない傾向にあります。特に870℃を超えるような環境では非常にもろくなります。
『マルテンサイト系』＊代表SUS403・SUS410（13クロム系）
500℃付近まではかなり強い引張強さを示しますが、これを超えると強度が急に低下してきます。添加元素に、モリブデンやバナジウム、タングステン、ニオブなどを入れて高温強度を改善したタイプもあります。
熱伝導率 W/ｍ・℃ （100℃）、
SUS309S（13.8）＜SUS301・304・310S・316（16.3）＜SUS443J1（22.5）＜SUS403・410（24.9）＜SUS430（26.4）
ステンレスの表面の仕上げ特徴と製造法の概要
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| 名称 | 特徴 | 製造法の概要 |
|---|---|---|
| No.1 | 光沢のない銀白色表面のキメはやや荒い | 熱間圧延後、熱処理、酸洗またはこれに準ずる仕上げ |
| 2D | 304は鈍い光沢面 430はかなりの光沢面 | 冷間圧延後、熱処理、酸洗またはこれに準ずる仕上げ |
| 2B | 2Dよりも光沢がさらに良好な表面 | 2D製品に適当な光沢を与える程度の軽い冷間圧延を施す |
| BA | 冷間圧延で得られる表面に近い鏡面状光沢面 | 冷間圧延光輝焼鈍を施す |
| #400 | #400仕上げ | 2Dまたは2B仕上げ材を400番の砥粒 の研磨ベルトで研磨したもの |
| HL | 連続目の研磨仕上げ | 適当な粒度の研磨材で連続したみがき目がつくよう研磨する （♯150～♯240） |
| #700（7BM） | 高度の反射率をもつ準鏡面仕上げ（研磨目あり） | きれいにグラインダーをかけた面を、600番の回転バフにより研磨したもの |
| #800 | 最も反射率の高い鏡面仕上げ（研磨目なし） | 順々に細かい粒度の研磨材で研磨した後、鏡面用バフにより研磨したもの |
取り扱いの主な写真
2Bは素材のままとなりますので、建材等で表面に拘らない目的で使用されます。
#400は装飾品や台所回り等に使用されます。
ＨＬは装飾品や台所回り、ネームプレート等に使用されます。
＃700は鏡面になりますので、スタジオなど鏡代わりに使用されます。
ステンレス鋼の特徴および用途
○：取扱いあり ×：取扱いなし △：流通品
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| 合金系統 | 合金呼称 | 主成分 | 取扱い | 材料特性の概要 | 用途例 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 材質記号 | 板 | 丸パイプ | 角パイプ | 丸棒 | 角棒 | アングル・チャンネル | 線 | ||||
| オーステナイト系 | SUS303 | 18Cr-8Ni-S | × | × | × | 〇 | × | × | × | SUS304の切削性を良くした材種。 但し耐食性は劣る。 |
ボルト・ナット |
| SUS304 | 18Cr-8Ni | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 代表的なステンレス鋼として最も広く使用されている。 耐食性・溶接性・機械的性質が良好。 |
一般化学設備・食品設備 原子力設備・家庭用品 車両・什器・建築部材 |
|
| SUS304L | 18Cr-8Ni | △ | △ | △ | △ | △ | × | × | SUS304の炭素含有量を低く抑えた材種。 耐粒界腐食性を強化したもの。 |
||
| SUS316 | 18Cr-12Ni-2.5Mo | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | SUS304をベースに、モリブデンを添加。 耐食性・耐孔食性に優れる。 |
配管部材 海水ポンプ・バルブ機器 船舶部品・寸胴鍋 |
|
| SUS316L | 18Cr-12Ni-2.5Mo | △ | △ | △ | △ | △ | × | × | SUS316の炭素含有量を低く抑えた材種。 耐粒界腐食性を強化したもの。 |
||
| フェライト系 | SUS430 | 18Cr | ○ | △ | △ | △ | △ | ○ | × | 一般的なクロム系ステンレス鋼。 耐食性・加工性には劣る。 磁性あり。 |
建築内装・家庭用機器 オイルバーナー 厨房設備 |
ステンレス鋼の物理的性質(参考）
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| 材質記号 | 質別 | 引張強さ | 耐力 | 硬さ | 比重 | 熱伝導率 | 耐食性 | 成形性 | 切削性 | ろう付け性 | アルゴン |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SUS303 | 固溶体化処理 | 520 | 205 | 200 | 7.93 | 3.89 | B | B | B | A | A |
| SUS304 | 520 | 205 | 200 | 7.93 | 3.89 | A | B | C | A | A | |
| SUS304L | 480 | 175 | 200 | 7.93 | 3.89 | A | B | C | A | A | |
| SUS316 | 520 | 205 | 200 | 7.98 | 3.89 | A | B | C | A | A | |
| SUS316L | 480 | 175 | 200 | 7.98 | 3.89 | A | B | C | A | A | |
| SUS430 | 焼鈍 | 450 | 205 | 183 | 7.7 | 6.24 | A | B | B | A | A |
引張強さ・耐力：Ｎ／ｍｍ2 硬さ：ビッカース硬さ（Ｈｖ） 比重：ｇ／ｃｍ3 熱伝導率：(cal/cm/sec℃)
種類・分類・特徴
オーステナイト系ステンレス鋼（18-8）
金属組織が両心立方格子で、延性に富み加工性に優れています。
非磁性であるため、一部の電子部品、医療機器、特殊兵器にも使われています。
| SUS301 | 冷間加工により高強度を得られ、鉄道車両、ボルト、ナットなどに使用される。 |
|---|---|
| SUS303 | ステンレス鋼では被削性、耐焼付性が向上。自動車盤やボルトなどに使用されている。 快削ステンレスとして知られています。 |
| SUS304 | ステンレス鋼・耐熱鋼の代表として家庭用品や工業用品に幅広く使用されています。870℃までの繰り返し加熱に耐える。 |
| SUS304L | SUS304の極低炭素鋼。耐粒界腐食性に優れ、溶接後熱処理できない部品。 |
| SUS309S | 耐食性が３０４ステンレス鋼より優れている。実際は耐熱鋼として使われる。 |
| SUS310S | 耐酸化性を３０９Ｓステンレス鋼より優高めたステンレス鋼で、同じく耐熱鋼として使われる。 |
| SUS316 | 海水をはじめ各種媒質に３０４ステンレス鋼より優れた耐食性があり、耐孔食材料として使用されている。 |
| SUS316L | ３１６ステンレス鋼の低炭素鋼。３１６ステンレス鋼の性質に耐粒界腐食性をもたせたもの。 |
| SUS317L | ３１６ステンレス鋼に比べ耐孔食性が優れている。染色設備材料などに最適。３１７ステンレス鋼の低炭素鋼。３１７に耐粒界腐食性をもたせたもの。 |
| SUS321 | ３０４ステンレス鋼より耐粒界腐食性を高めたもの。 |
マルテンサイト系ステンレス鋼（13クロム）
耐食性などに優れていることから、刃物などに使用され高強度部機械部品などにも使われています。
| SUS403 | 耐熱鋼として知られ、タービンブレード、高応力部品として使用されます。 |
|---|---|
| SUS410 | 良好な耐食性と機械加工性を持ち、刃物類として使われています。 |
| SUS410S | ４１０ステンレス鋼より耐食性、成形性を向上させた種類。 |
| SUS420J2 | 焼き入れ状態での硬さが高い。刃物、ノズル便座、バルブ、直尺などに仕様されています。 |
| SUS440C | すべてのステンレス鋼・耐熱鋼中で最高の硬さがあると言われています。 |
フェライト系ステンレス鋼（18クロム）
耐応腐食割れ性に優れています。マルテンサイト系ステンレス鋼と同様に磁性を有しています。
耐食性はオーステナイトよりは劣りますが、マルテンサイトよりは高いです。溶接性もそこそこあります。また軟質で延性に富んだ材料でもあります。
| SUS430 | 耐食性の優れた汎用種として建築内装など幅広く使用されている。 |
|---|
オーステナイトフェライト系ステンレス鋼
オーステナイトとフェライトの二つの金属組織（二相）を持つステンレスです。
物理的性質はフェライトとオーステナイトのほぼ中間です。また、耐海水性、耐応力腐食割れ性に優れ、そのうえ強度も高いという性質もあります。
海水用復水器、熱交換機および排煙脱硫装置などの公害防止機器や各種プラント用装置に用いられてます。
| SUS329J4Ｌ | 海水など、高濃度塩化物環境において優れた耐孔食性、耐ＳＣＣ性があり、製塩プラントなどで使用されている。 |
|---|---|
| 耐食性、強度面においてSUS316Lをも凌ぐ特性を発揮するスーパーステンレスです。 |
食器などステンレス鋼製品のお手入れ方法
- 1. 温かい内に台所用中性洗剤とスポンジで洗います。
- 2. ひどい汚れの時は、粒子の細かいクリームクレンザーで目に沿って、こすり落とします。
- 3. 良く洗い終わったら良く水気を切り、拭き取る事が大切です。
- 4. ステンレス表面にミラー加工してあるもので、光沢がなくなってしまった時は、やわらかい布に専用の金属磨き剤をつけて磨くと光沢が戻ります。（金属磨き剤はホームセンターなどで販売しています。 ）