ステンレス鋼加工のすべて CNC 加工部品

はじめに

人々は、クロム含有量が 12% を超える合金鋼、またはニッケル含有量が 8% を超える合金鋼をステンレス鋼と呼びます。この鋼は、大気中または腐食性媒体中で一定の耐食性を持ち、高温 (>450°C) で高い強度を発揮します。クロム含有量が 16% から 18% の鋼は、耐酸鋼または耐酸ステンレス鋼と呼ばれ、一般にステンレス鋼と呼ばれます。

機能

ステンレス鋼は、広い温度範囲で耐食性、耐スケール性、耐酸性、耐衝撃性、靭性の特性を備えています。環境に応じて、さまざまなグレードと表面仕上げを提供できるため、これらの部品は多くの用途に最適です。鋼に含まれるクロムによって、鋼の表面に目に見えない粗い耐食性のクロム酸化膜が形成されます。材料が機械的または化学的に損傷を受けた場合、フィルムはそれ自体を修復します (酸素が存在すると仮定します)。さらに、その 100% リサイクル可能な特徴は、環境に優しい素材としてのステンレス鋼の新しい道を提供します。そのため、重工業、軽工業、日用品産業、建築装飾産業で広く使用されています。

ステンレス鋼の分類

ステンレス鋼は通常、5 つの異なるカテゴリに分類されます。各元素は、その微細構造に影響を与える合金元素によって識別され、これにちなんで命名されています。オーステナイト系、

オーステナイトグレード

オーステナイト系ステンレス鋼は、最も一般的に使用されるタイプのステンレス鋼であり、磁性ではありません。最も一般的なオーステナイト合金は鉄-クロム-ニッケル鋼で、300 シリーズとして広く知られています。主にクロム（約18～30％）とニッケル（約6～20％）を添加。オーステナイト系ステンレス鋼は、クロムとニッケルの含有量が高いため、ステンレス鋼グループの中で最も耐食性に優れています。高温下でも強度を保ち、メンテナンスが容易で、成形性が高く、非常に優れた機械的性質を備えています。冷間加工はできますが、熱処理はできません。通常、シャフト、バルブ、ボルト、ブッシング、ナット、航空機の付属品、醸造設備、極低温容器の製造に使用されます。

標準 G レード

標準グレードのオーステナイト系ステンレス鋼には、最大 0.08% の炭素が含まれています。最低炭素要件はありません。

低 C アルボン G レード（Lグレード）

「L」グレードは、溶接後に追加の耐食性を提供するために使用されます。ステンレス鋼のグレードの後の文字「L」は、低炭素 (304L など) を示します。炭素含有量は、炭化物の析出を避けるために 0.03% 以下のレベルに維持する必要があります。溶接プロセス中に生成される温度 (炭素の析出を引き起こす可能性があります) のため、通常は「L」レベルが使用されます。通常、ステンレス鋼圧延機は、これらのステンレス鋼グレードに 304 / 304L または 316 / 316L などの二重認証を提供できます。

高い C アルボン G レード（Hグレード）

ステンレス鋼「H」グレードの炭素含有量は最小で 0.04%、最大で 0.10% です。高炭素は、極端な温度で強度を維持するのに役立ちます。ステンレス鋼の等級の後ろの文字「H」は、これらの等級を表します。このグレードは、最終用途に極端な温度環境が含まれる場合に使用されます。

タイプ 304

最も一般的に使用される (オーステナイト系) ステンレス鋼の 1 つで、基本組成は 18/8 (クロム 18%、ニッケル 8%) で、最大炭素含有量は 0.07% で、A2 ステンレス鋼としても知られています。

耐食性に優れ、加工しやすく、CNC加工後の成形性にも優れています。タイプ 304 / 304L は、良好な成形性と優れた溶接特性を備えており、家庭用および商業用のさまざまな用途に最適です。

クロムとニッケルの含有量が高いため、化学 (マイルド ケミカル)、食品/乳製品、および飲料業界で使用される加工装置の製造に最適です。

タイプ 309

クロムとニッケルの含有量が高いほど、耐腐食性と高温耐汚染性が向上し、1900 F までの高温用途に適しています。強い耐食性。 309 は冷間加工できますが、熱処理はできません。溶接可能で、加工が比較的容易です。

この合金は、炉の部品、サーモウェル、発電所のボイラー チューブ ハンガー、発電機、製紙工場、製油所、ろう付け治具、ボルト、耐火ブラケット、炉の内張りに一般的に使用されています。

タイプ 316

これは 304 に次いで 2 番目に広く使用されている鋼であり、16% から 18% のクロム、11% から 14% のニッケル、および少なくとも 2% のモリブデンを含んでいます。これらが組み合わさって耐食性が向上します。特に、モリブデンは、腐食の孔食を制御するために使用されます。このグレードは、最高 1600 F の温度で汚れに耐えることができます。

化学処理、パルプおよび製紙産業、食品および飲料および外科用機器、加工および流通、および腐食環境で使用されます。 304よりも耐塩化物腐食性に優れているため、海洋産業でも使用されています。 SS316 は通常、核燃料回収装置に使用されます。 18/10 グレードのステンレス鋼は通常、このアプリケーション レベルを満たしています。

タイプ 317

モリブデン含有量が 316 を超える場合、このグレードのモリブデン含有量は 3% を超える必要があります。この合金は溶接可能で、加工が容易で、冷間および熱間加工が可能です。ただし、熱処理はできません。

強い腐食環境で一般的に使用され、大気汚染防止装置のスクラバー システムでよく使用されます。発電機、吸収塔、ボイラー、凝縮器管、熱交換器管、圧力容器、煙突管継手およびバルブの製造に理想的な材料です

タイプ 317L は、最大炭素含有量を最大 0.030% に制限します。追加の耐食性のために、シリコンは最大 0.75% まで可能です。

タイプ 321

チタン含有量は、炭素含有量の少なくとも5倍です。これは、溶接または高温への暴露によって引き起こされる炭化クロムの析出を低減または排除するために行われます。

華氏1500度までの温度の環境に適しています。クリープや破断しやすく、伸びや振動疲労に強い。主に航空機の排気管とマニホールド、ジェット エンジン部品、ボイラー シェル、ヒーターなどの製造に使用されます。

タイプ 348

コロンビウム - タンタル含有量は炭素を結合し、溶接中の炭化クロムの析出を防ぐのに役立ちます。 800-1500°F の温度にさらされた後でも優れた耐食性があります。

マルテンサイト グレード

マルテンサイト系ステンレス鋼グレードは、耐食性と硬化性 (熱処理を使用) のステンレス鋼合金のグループです。マルテンサイトグレードは、ニッケルを含まない真っ直ぐなクロム鋼です。それらは磁性であり、熱処理によって硬化することができ、オーステナイト系ステンレス鋼ほど耐食性がありません。マルテンサイト グレードは、主に硬度、強度、耐摩耗性が必要な場合に使用されます。

通常、ポンプ シャフト、ボルトとネジ、バルブ、ブッシング、リベット、石炭タンク、食器、ジェット エンジン部品、航空機部品、採掘機械、ライフル銃身、消火器インサートの製造に使用されます。一般的な等級には、410、414、416、420、431、および 440 があります。

タイプ 410

基本的なマルテンサイト グレードには、3 つの基本的なステンレス鋼 (304、430、および 410) の中で最も低い合金含有量が含まれています。低コスト、汎用、熱処理可能なステンレス鋼。ステンレス鋼 410 には少なくとも 1.5​​% のクロムが含まれているため、多くの化学薬品や酸による腐食に対して特に耐性があります。腐食が深刻でない場所 (空気、水、特定の化学物質、食用酸) で広く使用されています。この製品の用途には、ファスナーなどの強度と耐食性の組み合わせが必要な部品が含まれる場合があります。

410タイプと比較して、410Sは炭素含有量が低く、溶接性が高くなりますが、焼入れ性は低くなります。タイプ 410S は、耐食用途に推奨される汎用耐食耐熱クロム鋼です。

タイプ 414

耐食性を向上させるためにニッケル（2％）が添加されています。用途には、ボルトとナット、プレッシャー プレート、バルブ コンポーネント、ナイフ手術器具、石油精製装置などがあります。典型的なアプリケーションには、バネと食器が含まれます。

タイプ 416

410 の特別なバリエーションであるリンと硫黄を追加すると、切削性能が向上し、熱処理することができます。典型的なアプリケーションには、スクリュー機械部品が含まれます。

タイプ 420

機械的特性を改善するためにカーボンを追加します。ブリネル硬さ約500までの熱処理が可能で、完全硬化後に耐食性が最大になります。あらゆる種類の精密機械、ベアリング、電気、機器、計器、メーター、輸送ツール、家庭用電化製品などに適しています。主に、大気、水蒸気、水、酸化酸腐食に耐性のある部品の製造に使用されます。

タイプ 431

ニッケル含有量は1.252％で、クロム含有量が増加しているため、耐食性が高く、機械的特性が良好で、耐食性は410鋼および430鋼よりも優れています。硬化性マルテンサイト系ステンレス鋼の中で最も耐食性に優れています。熱間加工または冷間加工が可能で、最大 40 HRC まで硬化します。代表的な用途には、バルブ、ポンプ、航空機部品、プロペラ シャフト、海洋機器などがあります。

タイプ 440

よく使われる440ステンレスBの型番は、440A、440B、440C、440F（簡易加工タイプ）の3種類です。クロムと炭素の含有量をさらに増やすと、このタイプの靭性と耐食性が向上します。硬度は58HRCに達することがあり、これは最も硬いステンレス鋼の1つです。典型的なアプリケーションには、医療用メス、はさみ、ノズル、ベアリングなどの手術器具が含まれます。

フェライト 成績

フェライト系ステンレス鋼は、マルテンサイト鋼と同様に、ニッケルを含まない純粋なクロム鋼であり、応力や亀裂に対する耐性を維持しながら、腐食や酸化に耐性があります。これらの鋼は磁性を持っていますが、熱処理によって硬化することはできません。それらは冷間加工され、アニーリングによって軟化することができます。それらはマルテンサイトグレードよりも高い耐食性を持っていますが、一般的にオーステナイトグレードほどではありません.通常、装飾ストリップ、シンク、および特定の自動車用途 (排気システムなど) で使用されます。一般的な等級には、405、409、430、434、436、442、および 446 があります。

タイプ 405

12% のクロムを含み、アルミニウムを追加します。高温から冷却した後、この化学組成は硬化を防ぐのに役立ちます。溶接用途に最適です。成形性が高く、加工しやすい。典型的な用途には、熱交換器、蒸気タービン材料、焼入れ用部品などがあります。

タイプ 409

11% のクロムを含み、クロム含有量はすべてのステンレス鋼の中で最も低いため、これはステンレス鋼の耐食性を形成する不動態化表面フィルムの最小量であり、最も安価なステンレス鋼グレードの 1 つです。

このタイプは、重要でない腐食環境の内部または外部部品にのみ使用できます。典型的なアプリケーションにはサイレンサーが含まれます。

炭素鋼と比較して、409 合金は耐食性が強く、軽度の腐食環境で炭素鋼の代替材料として使用できます。より高い耐食性と高温酸化のため、利点があります。

タイプ 430

430ステンレス鋼は耐食性に優れた汎用鋼です。オーステナイトよりも熱伝導率が良く、熱膨張係数がオーステナイトよりも小さく、耐熱疲労性があり、安定化元素であるチタンが添加されており、溶接部の機械的特性が良好です。 430 ステンレス鋼は、建物の装飾、燃料バーナー部品、家電製品、家電部品に使用されています。

430Fは430鋼に快削性能を付加した鋼種です。主に自動旋盤、ボルト・ナットに使用されます。 430LX は 430 鋼に Ti または Nb を添加し、C 含有量を減らし、加工性能と溶接性能を向上させます。主に、温水タンク、給湯システム、衛生器具、耐久家電、自転車のフライホイールなどに使用されています。

タイプ 434

クロムを12%～30%含有し、モリブデンを添加して耐食性を向上させています。その耐食性、靭性、および溶接性は、クロム含有量の増加とともに増加し、塩化物応力腐食に対する耐性は、他のタイプのステンレス鋼よりも優れています。 434 は 430 鋼の改良鋼種で、430 鋼より耐塩性が高く、自動車の装飾部品や留め具に多く使用されています。

タイプ 436

436 ステンレス鋼は、434 の改良された鋼種です。耐食性と耐熱性を向上させるために、この等級にコロンビウムが追加されています。深絞り部品、ガスバーナー、食器洗い機、レンジフード、スチームアイロン、フライパンなどに使用できます。

タイプ 442

クロム含有量が多く、耐熱性、耐スケール性に優れているため耐食性が非常に高いが、熱処理ができず加工が難しい。アプリケーションには、炉と燃焼部品、亜鉛ダイカストマシン、窒素固定部品、硝酸貯蔵タンクが含まれます

タイプ 446

高クロム含有量 (27%) により、高温での耐食性と耐スケール性がさらに向上します。燃焼室で使用される、高温および耐食性、1082℃以下の剥離酸化スケールなし。

析出硬化 (PH) 成績

マルテンサイトと同様に、析出硬化系ステンレス鋼も熱処理により強化・硬化することができます。その強度、硬度、および耐食性は、マルテンサイト クロム ステンレス鋼よりも優れています。通常、オーステナイト系ステンレス鋼よりも強度が高く、高温に耐えます。その強度のほとんどを維持することができます。通常PHタイプのステンレス鋼と呼ばれ、どちらも比較的高いクロム含有量を含み、軍事機器や航空宇宙構造部品の製造に使用されます.一般的なグレードには、17-7 PH、PH 15-7 Mo、17-4 PH、および 15-5 PH があります。

Type17-7

17-7PHステンレス鋼を固溶化処理すると、延性と加工性に優れた不安定なオーステナイト組織になります。調整後、オーステナイト析出物と炭化物の組成が変化し、マルテンサイト変態処理後、ほとんどの組織はより靭性のある低炭素焼戻しマルテンサイトに変態します。この状態が鋼の使用状態であり、中温で良好な機械的性質を持っています。 17-7PH の耐食性は、一般的なマルテンサイト系ステンレス鋼よりも優れています。

タイプ PH 15-7 Mo

これは、0Cr17Ni7Al 鋼の 2% クロムの代わりに 2% モリブデンで開発された鋼種です。基本性能は17-7PH鋼と同等ですが、総合性能は17-7PH鋼の方が上です。オーステナイト状態では、さまざまな冷間成形および溶接プロセスに耐えることができます。熱処理後、最高の強度が得られます。 550℃以下の高温強度に優れています。航空用の薄肉構造部品、さまざまなコンテナ、パイプライン、スプリング、バルブ膜、船のシャフト、圧縮機ディスク、原子炉部品、およびさまざまな化学装置やその他の構造部品の製造に使用されます。

タイプ 17-4

合金 17-4 は、優れた耐酸化性と耐食性を備えたクロム銅析出硬化ステンレス鋼です。強度、延性、耐酸化性などの機械的特性は、熱処理によって最適化できます。このグレードは、さまざまな温度で熱処理できます。幅広い最終製品の特性を生み出します。このグレードは、300°C を超える温度または極低温で使用してはなりません。

タイプ 15-5

これは、古い 17-4 クロム-ニッケル-銅析出硬化マルテンサイト ステンレス鋼のバリエーションです。 15-5 合金の靭性は 17-4 よりも高くなっています。他の同様のマルテンサイト グレードと比較して、より優れた耐食性と横方向の性能を必要とする用途に使用されます。

デュプレックス (フェライト-オーステナイト) 成績

二相ステンレス鋼は、オーステナイト系とフェライト系の材料を組み合わせた最新のステンレス鋼です。非常に高い強度と応力腐食割れに対する耐性で有名です。これらのグレードの強度は、オーステナイトおよびフェライト グレードの約 2 倍です。フェライト鋼よりも優れた靭性と延性を備えていますが、オーステナイト鋼のレベルには達していません。熱処理はしやすいが、冷間成形は難しい。通常、化学処理装置、圧力容器、熱交換器部品の製造に使用されます。

二相ステンレス鋼は、次の 4 つのカテゴリに分類されます。

最初のタイプは低合金タイプで、ブランド UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N) を表し、鋼にはモリブデンが含まれておらず、PREN 値は 24 ～ 25 です。耐応力腐食性の観点から、AISI304 または 316 の代わりに使用できます。

第 2 のカテゴリーは中合金タイプで、代表的なグレードは UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N)、PREN 値は 32-33、耐食性は AISI 316L と 6% Mo+N オーステナイト系ステンレス鋼の間です。

3 番目のカテゴリは高合金タイプで、一般に 25% の Cr を含み、モリブデンと窒素も含み、銅とタングステンを含むものもあります。標準グレードは UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N) で、PREN 値は 38-39 です。このタイプの鋼の耐食性は、22% Cr 二相ステンレス鋼よりも高くなっています。

4番目のカテゴリは、高モリブデンと窒素を含むスーパー二相ステンレス鋼タイプに属し、標準グレードのUNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）で、タングステンと銅を含むものもあり、PREN値は40を超え、用途に適していますスーパーオーステナイトステンレス鋼に匹敵する、優れた耐食性と機械的総合特性を備えた過酷な中程度の条件。

処理中 C 特徴

SANS は、ステンレス鋼部品の加工における長期的な実践において、CNC 切断プロセスにおいてステンレス鋼には次の特徴があると結論付けました。

重度の加工硬化:

ステンレス鋼の可塑性は大きく、塑性変形中に文字が変形し、強化係数が大きくなります。オーステナイトは十分に安定しておらず、切削応力の作用下で、オーステナイトの一部がマルテンサイトに変換されます。加えて化合物 切削熱の作用下で、不純物は容易に分解され、分散して分布するため、切削中に硬化層が生成されます。前送りや前工程による加工硬化は、後工程のスムーズな進行に大きく影響します。

大きな切削力:

ステンレス鋼は切削加工時の塑性変形が大きく、切削抵抗が大きくなります。ステンレス鋼は、加工硬化が深刻で熱強度が高いため、切削抵抗がさらに大きくなり、切りくずがカールして折れにくくなります。

高い切断温度:

切削中の塑性変形と工具との摩擦が大きく、多くの切削熱が発生します。切削領域と工具チップ接触部との界面に切削熱が多く集中し、放熱状態が悪い。

チップは簡単に壊れたり接着したりしません:

ステンレス鋼は優れた可塑性と靭性を備えています。切りくずはCNC加工中に連続しており、操作のスムーズな操作に影響を与えるだけでなく、加工面を押しつぶします。高温高圧下では、ステンレス鋼は他の金属との親和性が高く、固着して腫瘍を形成しやすく、工具の摩耗を悪化させるだけでなく、加工面を引き裂いて劣化させます。

このツールは装着が簡単です:

ステンレス鋼を切削する過程での親和性により、工具と切りくずの間の結合と拡散が発生し、それによって工具に結合摩耗と拡散摩耗が発生し、工具のすくい面に三日月状のクレーターが発生し、小さなさらに、ステンレス鋼中の炭化物 (TiC など) 粒子の硬度は非常に高いです。切削の際、工具に直接触れてこすれ、工具に傷がつき、加工硬化という現象が工具の摩耗を増大させます。

大きな線膨張係数:

ステンレス鋼の線膨張係数は、炭素鋼の約1.5倍です。切断温度の影響下で、ワークピースは熱変形しやすく、寸法精度の制御が困難です。

ステンレス鋼は、その特殊な特性により、電力、航空、航空宇宙、石油、食品産業の分野でますます使用されています。ステンレス鋼の切削加工は、熱強度が高く、塑性変形が大きく、加工硬化が激しく、切削熱が過大で、放熱しにくいという特徴がありますが、ステンレス鋼の加工品質は、適切な工具、切削液、切削量、および処理方法。

ステンレス鋼加工部品の利点

ステンレス鋼の表面にある薄くて緻密なクロムに富んだ酸化膜により、ステンレス鋼の水道管は良好な腐食を起こします軟水を含むすべての水質に耐性があり、地中に埋設しても耐食性に優れています。

ステンレス鋼は-270℃～400℃の温度で長時間安全に使用でき、高温、低温を問わず有害物質が析出せず、材料性能も安定しています。ステンレス素材は安全で無毒で、腐食や浸出がなく、独特の臭いや濁りがなく、水質に二次汚染を引き起こしません。水質を純粋で衛生的に保ち、衛生上の安全性を完全に保証します。

ステンレス鋼は耐食性、強化された強度、鋼の変形が壊れにくく、環境保護性能があり、錆びにくく、延性と靭性に優れています。過酷な環境（湿度、酸、アルカリなどの屋内外環境）での使用に適しています。

ステンレス鋼加工部品の応用

1.医療産業

ステンレス製の針、ステンレス製のメス、ステンレス製の車椅子、ステンレス製の輸液スタンド、ステンレス製の医療用ピンセットが多すぎます。
ステンレス鋼の優れた総合性能、より成熟した製造技術、および低価格により、ステンレス鋼は医療分野でますます広く使用されています。医療分野でのステンレス鋼の使用は、主要な開発トレンドになっています。

2.電子・家電産業

ステンレス鋼の性能により、ステンレス鋼は他の電子分野で広く使用されています。たとえば、現在の給湯器は手術用にステンレス鋼で作られていますし、コーヒー メーカーの加熱管はすべてステンレス鋼で作られています。他にもありますが、日常生活で知っているかもしれません。

3.自動車産業

自動車部門へのステンレス鋼の侵入は、ほぼ最大です。自動車分野は、現在最も急速に成長しているステンレス鋼の応用分野です。現在、自動車の最も重要な製造材料は基本的にステンレス鋼です。主にボディ、マフラー、燃料タンク、フレーム、ステンレスパーツ、車の装飾に使用されています。自動車におけるステンレス鋼の需要が大きいため、自動車分野は基本的にステンレス鋼の開発における主要な力の 1 つです

ステンレス鋼は、食品産業、化学、医療機器、航空機の排気管など、いくつかのハイエンドの機械分野でも使用できます。ステンレス鋼は、重工業、軽工業、日用品産業などの産業で広く使用されています。建築装飾

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