304 対 316 ステンレス鋼:違いと類似点は何ですか

ベテランの板金愛好家は別として、多くの人は 304 対 316 ステンレス鋼の比較の複雑さと、それがアプリケーションに与える影響について知りません。どちらもオーステナイト系ステンレス鋼で、優れた耐熱性、耐摩耗性、耐食性、美的価値で人気があります。

ステンレス鋼の 2 つの等級間の類似性は、多くの人々が同じ用途を持っていると考えさせます。ただし、いくつかのわずかな違いがそれらを分離します。この記事では、316 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼を比較して、プロジェクトに適したものを選択する前に、それらの特性、用途、類似点、相違点、およびそれらすべてがどのように重要であるかを示します。

304 ステンレス鋼とは?

304 ステンレス鋼または 304 SS は、18% のクロムと 8% のニッケル (したがって 18/8 という名前) と、炭素、リン、硫黄、シリコン、マンガンなどの他の合金元素を含むオーステナイト グレードの鋼です。優れた耐食性を持ち、板金加工において最も用途が広く一般的なステンレス鋼グレードと考えられています。

プロパティ

304 SS には、さまざまな産業に適した独自の特性があります。以下は、材料のフラット ロール製品 (プレート、シート、およびコイル) の重要な物理的および機械的特性です。

• 融点1450℃
• 密度:8.00 g/cm^3
• 熱膨張:17.2 x10^-6/K
• 弾性率:193 GPa
• 熱伝導率:16.2 W/m.K
• 引張強度:500-700 Mpa
• 伸び A50 mm:45 最小 %
• ステンレス鋼の硬度 (ブリネル):215 Max HB

アプリケーション

304 ステンレス鋼は、高い成形性とかなりの耐食性を備えています。そのため、さまざまな業界で多くの製品の製造に使用されています。以下にそのアプリケーションのいくつかを示します:

食品産業

食品業界では、フライヤーや調理台の製造に 304 ステンレス鋼を使用しています。これらの製品には、耐腐食性、耐熱性、美的価値に優れた手頃な価格の材料が必要です。

キッチン用品

304 SS は、キッチン調理器具や銀器の製造に適用できます。成形性、耐熱性、耐摩耗性に優れた素材です。美しさを備えた厨房機器への要望が高まったため、304 ステンレス鋼は耐摩耗性も備えているため、重要な素材になりました。

医療産業

医療業界では、トレイや手術器具の製造に 304 SS を使用しています。ここでは、優れた成形性と耐熱性 (加熱殺菌が必要なため) が重視されます。

316 ステンレス鋼とは?

316 ステンレス鋼または 316 SS は、2 番目に人気のあるオーステナイト グレードのステンレス鋼であり、鉄、10 ～ 14% のニッケル、および 16 ～ 18% のクロムで構成されています。ステンレス鋼 316 と 304 SS の比較における真の違いは、炭素、マンガン、シリコンなどの他の合金元素とともにモリブデン (2 ～ 3%) が存在することです。

プロパティ

物性

• 密度:8.00 g/cm3
• 融点:1400°C
• 弾性率:193 GPa
• 電気抵抗:0.74 x 10-6 Ω.m
• 熱伝導率:16.3 W/m.K
• 熱膨張:15.9 x 10-6/K

機械的特性

機械的特性は、316 ステンレス鋼の種類によって異なります。 3 つのカテゴリがあります:316 バーとセクション (厚さ 160 mm まで)、316 シート (厚さ 8 mm まで)、および 316 プレート (厚さ 8 ～ 75 mm)。以下は、それぞれのカテゴリの機械的特性です。

• 引張強度 (Mpa):500-700、530-680、520-670
• 耐力 (MPa):200、240、220
• 伸び A50 mm:4 0 最小 %、40 最小 %、45 最小 %
• ステンレス鋼硬度ブリネル:215 最大 HB、nil、nil

アプリケーション

316 ステンレス鋼は、高い成形性と非常に高い耐食性を備えています。モリブデンが存在するため、船舶用途の部品を製造する際に最も一般的な材料です。以下は、ステンレス鋼グレードのいくつかの用途です。

海運業

316 SS は、塩化物や硫酸を含む環境での安定性が非常に優れているため、ボイラー、ボート レール、ボート ラダーなどの部品の製造に適しています。耐食性に加えて、溶接性と成形性に優れているため、製品の製造が容易になります。

水処理製品

316 SS の耐熱性により、ボイラーや給湯器などの水処理製品の製造に適しています。製品は複雑なデザインであるため、成形性もここで重要な役割を果たします。

医療および製薬機器

医療業界では、成形性と耐熱性 (加熱滅菌に必要) から医療機器に 316 ステンレス鋼が使用されています。このような機器はさまざまな環境条件で動作し、化学薬品にさらされるため、製薬機器にも適しています。

304 対 316 ステンレス鋼:類似点

物理的および機械的特性に基づくと、316 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼は非常に似ています。両方の資料には次の類似点があります:

1.磁気

どちらの SS もステンレス鋼のオーステナイト グレードです。その結果、最初に形成されたとき、それらは磁気特性を持っていません。ただし、冷間加工や溶接は磁性を引き起こす可能性があります。

2.耐摩耗性

どちらのグレードも摩耗や引っかき傷に強いです。これにより、材料が酸化やその他の現象にさらされないようにします。また、これは多くの人が考える重要な美的価値であり、特にキッチン調理器具を作る際に重要です。

3.溶接性

溶接性とは、金属が変形することなく一緒に溶接される傾向です。この係数は、ステンレス鋼の炭素量に依存し、炭素含有量の少ない SS の方が溶接性が高くなります。どちらのグレードも、同量の炭素 (0.08%) が存在するため、同等の高い溶接性を備えています。

4.成形性

成形性とは、ネッキング (板金の局部的な薄化) やクラック (板金の破損) など、その能力に影響を与えることなく材料が塑性変形する傾向のことです。これにより、板金加工業者は材料を使用して設計に適合させることができます。どちらのグレードも高い成形性を備えています。

5.耐久性

耐久性は、材料の強度と、それが支えることができる応力の量を測定します。グレード 316 と 304 はどちらも頑丈です。これは、機械的特性、耐腐食性、および耐熱性に表れており、厳しい製造構造での使用を保証します。

6.引張強度

引張強度は、材料が壊れる前に材料を分割または引き伸ばすのに必要なエネルギーを定義します。 SS 304 と SS 316 の引張強度は 500 ～ 700Mpa で、同じ条件下での作業に適しています。

304 対 316 ステンレス鋼:違い

304 SS と 316 SS を効果的に選択するには、それらを比較して違いを知る必要があります。以下は、SS の両方の等級の主な違いです。

1.化学組成

304 SS (パーセント):炭素 (0.07)、ケイ素 (1)、マンガン (2)、リン (0.045)、硫黄 (0.015)、窒素 (0.10)、クロム (18)、ニッケル (8)。

316 SS (パーセント):炭素 (0.07)、ケイ素 (1.00)、マンガン (2.00)、リン (0.045)、硫黄 (0.015)、窒素 (0.10)、クロム (16)、ニッケル (10)、およびモリブデン (2.00) ).

304SS と 316SS の主な違いは、モリブデンの存在と、両方に含まれるクロムとニッケルの割合です。これらは、順番に、ステンレス鋼の等級のさまざまな特性の原因となります.

2.機械的特性

両方の SS は、降伏強度、ステンレス鋼の硬度、弾性率などの機械的特性も異なります。

-降伏強度

降伏強度は、形状を永久に変える前に材料に使用できる最大の力です。したがって、金属の強度は常に降伏強度を下回る力にさらされなければなりません。 SS 304 の降伏強度は 215Mpa ですが、316 SS は 205MPa です。わずかではありますが、高公差加工ではこの違いが重要です。

-硬度

これは、材料が変形、浸透、およびへこみに抵抗する能力です。適切な素材は、耐久性を向上させるのに十分な硬さでなければなりません。また、適切な製造プロセスを確保するのに十分なほど困難でなければなりません.

316 SS 硬度は 79 ロックウェル B ですが、304 SS は 70 ロックウェル B です。したがって、316 ステンレス鋼は、硬い材料を必要とするプロジェクトにより適しています

-弾性係数

弾性率は、応力と歪みの関係、および金属が変形にどのように反応するかです。 316 SS の弾性係数は 164 GPa ですが、304 SS の弾性係数は 193 ～ 200 GPa です。したがって、SS 304 は変形に対してよりよく反応します。

3.耐食性

一般に、両方のグレードのステンレス鋼は耐食性があります。ただし、316 SS にはモリブデンが含まれているため、特に塩化物や硫酸に対する耐食性が高くなります。 316SS の耐食性は、薬品の種類を気にせずに簡単に洗浄できることも意味します。

4.耐熱性

耐熱性は、304 と 316 ステンレス鋼を比較する際のもう 1 つの明確な要因です。融点に基づくと、304 SS は 316 SS より高い融解範囲を持っています (50-100F)。

一方では、304 SS は熱をうまく処理できます。ただし、797 ～ 1580 °F の温度で連続使用すると、腐食する可能性があります。一方、316 SS は、華氏 1550 度を超え、華氏 850 度未満の温度でも十分に機能します。

5.費用

316 ステンレス鋼は、元素含有量が高く、モリブデンが追加されているため、304 ステンレス鋼よりも高価です。それとは別に、耐食性の増加により、さらに高価になります。平均して、316 ステンレス鋼は 304 SS よりも 40% 高価です。

304 対 316 ステンレス鋼:正しいものを選択する方法

利点に関しては、316 SS は 304 SS を上回っています。ただし、304 SS は、産業用アプリケーションの面でより人気があります。適切なものを選択するには、両方のグレードのステンレス鋼の違いに注意する必要があります。以下に、両方の SS が適用されるいくつかのシナリオと、適切な SS を選択する方法を示します。

生理食塩水/海洋環境

海洋環境には、高レベルの塩化物と硫化物が含まれています。したがって、適切な材料は高レベルの耐食性を備えている必要があります。モリブデンが含まれているため、316 ステンレス鋼の方が優れた素材です。

屋外での使用

屋外で使用される製品は、腐食やサビにもさらされます。ただし、海洋環境とは異なり、塩化物やその他の化学物質はほとんど存在しません。したがって、耐食性と低コストの点で、ここでは 304 ステンレス鋼が適しています。

メンテナンス

どちらのグレードのステンレス鋼も、ほぼ同じ耐久性と美的価値を提供します。ただ、304SSよりも316SSの方がメンテナンスは楽です。これは、洗浄プロセスに使用される化学薬品について心配する必要が少ないためです。

動作温度は?

温度も腐食の速度を高める可能性があります。したがって、適用部位の温度が高い場合は、316 SS が適しています。 425-860 °C (797-1580 °F) で腐食する 304SS とは異なり、SS 316 は 843 ℃ (1550 ℉) 以上および 454 ℃ (850°F) 以下の温度で腐食することなく機能します。

費用対効果

304 ステンレス鋼と 316 ステンレス鋼で適切なものを選択する際に考慮すべきもう 1 つの要因は、316 SS のコストが 304 よりも 40% 高いため、コストが 304 の方が優れているということです。

用途、環境、およびコストに合わせて選択することで、プロジェクトの機能とコストの面でそれらを最適化できます。

結論

304 および 316 SS は、耐食性、溶接性、成形性、および美学により、製造において重要な材料です。どちらもオーステナイト鋼です。ただし、材料組成がわずかに異なります。この化学組成の違いが、コストと耐食性の違いの原因です。

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よくある質問

316 SS と 304 SS の見分け方

ステンレス鋼のグレードの違いは、見ただけではわかりません。ただし、塩化物または硫酸を含む溶液にさらしてください。 316SS はモリブデンが含まれているため、これらの化学物質に対して耐性があります。

316 SS と 304 SS のどちらが強いですか?

どちらも引っ張り強度の点では似ています。両方の材料の主な違いは、コストと耐食性です。

磁石は 316 ステンレス鋼にくっつきますか?

そうすべきではありません。他のオーステナイト鋼と同様に、316 ステンレス鋼はニッケル組成が高いため、非磁性 SS です。材料を冷間加工または溶接すると、磁性を帯びる可能性があります。ただし、これはフレッシュ フォーミング後のみです。

316 ステンレス鋼は錆びませんか?

はい、316 ステンレス鋼には、ニッケル、モリブデン、およびクロムによる防錆および防食特性があります。そのため、錆や腐食が発生する環境での作業に適しています。