304 対 304​​ 対 316 対 316L ステンレス鋼

ステンレス鋼は鋼の一種です。鋼とは、炭素 (c) が 2% 未満の鋼、2% を超える鉄を指します。鋼の製錬工程では、クロム（CR）、ニッケル（Ni）、マンガン（MN）、ケイ素（SI）、チタン（TI）、モリブデン（MO）などの合金元素を添加して、鋼の性能を向上させ、製造します。鋼には耐食性があります (つまり、錆びません)。これは、よくステンレス鋼と呼ばれるものです。

ステンレス鋼:空気、蒸気、水またはステンレス鋼などの弱い腐食性媒体に耐性があります。一般的に使用される鋼種は 304、304L、316、および 316L で、これらはオーステナイト系ステンレス鋼の 300 シリーズ鋼です。

本日は主に304、304L、316、316Lの共通性能、適用範囲、相違点を紹介します。

304 ステンレス鋼

性能紹介:304 ステンレス鋼は最も一般的な鋼です。広く使用されている鋼として、優れた耐食性、耐熱性、低温強度、および機械的特性を備えています。プレス、曲げ等の熱間加工性が良く、熱処理硬化現象がありません（非磁性、使用温度は-196℃～800℃）。

適用範囲:

家庭用品 (クラス 1 およびクラス 2 の食器、キャビネット、屋内パイプライン、給湯器、ボイラー、バスタブ)

自動車部品（ワイパー、マフラー、成形品）

医療機器、建材、化学、食品産業、農業、船舶部品

304L ステンレス鋼 (L は低炭素)

性能紹介:低炭素 304 鋼として、その耐食性は一般に 304 鋼と同様ですが、溶接または応力除去後の粒界腐食に対する耐性は優れています。また、熱処理なしでも良好な耐食性を維持でき、使用温度は-196℃～800℃です。

適用範囲:

耐粒界腐食性が要求される化学、石炭、石油業界の室外機、建材の耐熱部品、熱処理が難しい部品などに適用されます。

316 ステンレス鋼

パフォーマンスの紹介:

モリブデンの添加により、316 ステンレス鋼は耐食性、耐候性、高温強度に優れ、過酷な条件下でも使用できます。優れた加工硬化 (非磁性)。

適用範囲:

海水設備、化学薬品、染料、製紙、シュウ酸、肥料、その他の生産設備;写真、食品産業、沿岸施設、ロープ、CD ロッド、ボルト、ナット。

316L ステンレス鋼 (L は低炭素)

性能紹介：316鋼の低炭素シリーズとして、316鋼と同じ特性に加えて、耐粒界腐食性に優れています。適用範囲:耐粒界腐食性が特別に要求される製品。

パフォーマンス比較

化学組成

316 および 316L ステンレス鋼は、モリブデン含有ステンレス鋼です。 316L ステンレス鋼のモリブデン含有量は、316 ステンレス鋼よりわずかに高くなっています。鋼にモリブデンが含まれているため、この鋼の全体的な性能は 310 および 304 ステンレス鋼よりも優れています。高温条件下で、硫酸の濃度が 15% 未満および 85% を超える場合、316 ステンレス鋼には幅広い用途があります。 316 ステンレス鋼は塩化物腐食性能も優れているため、通常、海洋環境で使用されます。 316L ステンレス鋼の最大炭素含有量は 0.03 で、溶接後に焼きなましができず、最大の耐食性が必要な用途に使用できます。

耐食性

316 ステンレス鋼は、304 ステンレス鋼よりも優れた耐食性を備えています。パルプや紙の製造において優れた耐食性を備えています。さらに、316 ステンレス鋼は、海や攻撃的な工業環境の腐食にも耐性があります。

一般的に言えば、304 ステンレス鋼と 316 ステンレス鋼は耐化学腐食性にほとんど差がありませんが、特定の媒体では異なります。

最初に開発されたステンレス鋼は 304 で、特定の状況下では孔食に敏感です。さらに 2 ～ 3% のモリブデンを追加すると、この感度が低下し、316 が生成されます。さらに、これらの追加のモリブデンは、一部の熱有機酸の腐食を軽減することもできます。

316 ステンレス鋼は、食品および飲料業界の標準的な素材になりつつあります。世界的なモリブデン不足と 316 ステンレス鋼のニッケル含有量が多いため、316 ステンレス鋼の価格は 304 ステンレス鋼よりも高価です。

孔食は、主にステンレス鋼の表面に酸素が不足し、酸化クロム保護層を形成できないことによる析出腐食が原因で発生する現象です。

特に小型のバルブでは、バルブプレートへの付着の可能性が非常に少ないため、孔食が発生することはほとんどありません。

さまざまな種類の水媒体 (蒸留水、飲料水、河川水、ボイラー水、海水など) では、304 ステンレス鋼の耐食性は、塩化物イオンの含有量を除いて、316 ステンレス鋼とほぼ同じです。メディアでの使用率が非常に高いため、現時点では 316 ステンレス鋼がより適しています。

ほとんどの場合、304 ステンレス鋼と 316 ステンレス鋼の耐食性は大差ありませんが、場合によっては非常に異なる場合もあり、特定の分析が必要です。

耐熱性

316 ステンレス鋼は、1600 度以下での断続的な使用と 1700 度以下での連続使用において、優れた耐酸化性を備えています。 800～1575度の範囲では、316ステンレス鋼に連続的に作用させないことが最善ですが、この温度範囲外で316ステンレス鋼を連続使用すると、ステンレス鋼は良好な耐熱性を持ちます。 316L ステンレス鋼の耐炭化物析出性は 316 ステンレス鋼よりも優れており、上記の温度範囲で使用できます。

熱処理

1850～2050度の温度範囲で焼鈍し、急速焼鈍し、その後急速冷却します。 316 ステンレス鋼は過熱しても硬化しません。

溶接

316 ステンレス鋼は溶接性に優れています。溶接にはすべての標準的な溶接方法を使用できます。 316cb、316L または 309cb ステンレス鋼の溶加棒または電極は、目的に応じて溶接に使用できます。最高の耐食性を得るために、316 ステンレス鋼の溶接部は溶接後にアニールする必要があります。 316L ステンレス鋼を使用する場合、溶接後のアニーリングは不要です。

機械的特性

すべての鋼の中で、オーステナイト系ステンレス鋼は降伏点が最も低くなります。したがって、機械的特性を考慮すると、一定の強度を確保するためにバルブロッドの直径が大きくなるため、オーステナイト系ステンレス鋼はバルブロッドに最適な材料ではありません。降伏点は熱処理では改善できませんが、冷間成形で改善できます。磁気

オーステナイト系ステンレス鋼が広く使われているため、ステンレス鋼はすべて磁性を持たないという誤った印象を人々に与えています。オーステナイト系ステンレス鋼の場合、基本的には非磁性と理解でき、焼入れ鍛造鋼と同様です。ただし、冷間成形で処理された 304 は多少磁気を帯びます。鋳鋼の場合、100%オーステナイト系ステンレス鋼であれば磁性はありません。低炭素系ステンレス

オーステナイト系ステンレス鋼の耐食性は、金属表面に形成される酸化クロム保護層に由来します。材料を450℃～900℃の高温に加熱すると、材料の構造が変化し、結晶の縁に沿って炭化クロムが形成されます。このように、結晶の端部に酸化クロム保護層を形成することができず、耐食性が低下する。この腐食は「粒界腐食」と呼ばれます。

304L ステンレス鋼と 316L ステンレス鋼は、この腐食に耐えるために開発されました。 304L ステンレス鋼と 316L ステンレス鋼は炭素含有量が少なく、炭素含有量が減少しているため、炭化クロムが生成されず、粒界腐食が発生しません。

粒界腐食に対する感受性が高いからといって、非低炭素材料がより腐食しやすいというわけではないことに注意してください。高塩素環境では、この感度も高くなります。