ステンレス鋼のグレード：種類・特性・一般的用途

ステンレス鋼は10〜30%のクロムを含む鉄-クロム合金で、このクロムが金属に高い耐食性を与えます。ステンレス鋼には多くのグレードがありますが、定期的に使用されるのは1ダース程度です。例えば、クロム-ニッケル成分を持ち低炭素のAISI 304型は、優れた耐食性、清掃性、成形性から、キッチンシンクなど多くの日用品に人気があります。合金元素モリブデンを含むAISI 316型は、304型よりも化学的攻撃に対する耐性が高く、海水、塩水、硫酸、工業環境で見られるその他の腐食性物質への曝露に有用です。この記事では、人気のあるステンレス鋼グレードと、それらが優れる用途について簡単に説明します。

ステンレス鋼の主要な種類

ステンレス鋼の主な種類には以下が含まれます：

• フェライト系
• マルテンサイト系
• オーステナイト系
• デュプレックス（二相）系

フェライト系ステンレス鋼

鋼合金にクロム（17%以上）を添加すると、合金のフェライト相が安定化し、例外的に強靭ではないものの、高い耐食性を持つ材料になります。熱処理による硬化はできませんが、冷間加工によって硬度を高めることは可能です。安価なグレードで、耐食性、延性、成形性、コストが重要で強度が懸念されないキッチン機器、建築/装飾用途などによく使用されます。

マルテンサイト系ステンレス鋼

クロム-鉄合金に炭素（最大2%）を添加すると、合金の焼入れ性が向上します。鉄-炭素マルテンサイトのレベルまで硬化させることはできませんが、マルテンサイト系ステンレス鋼は、錆びにくいカトラリー、手術器具、ボールバルブとシートなどを製造するのに十分な硬度を得ることができます。マルテンサイト系ステンレス鋼は特殊用途に使用される傾向があります。例えば、AISI 410型は食品機械部品、ポンプシャフトなどに使用され、403型はタービンなどの高温用途に使用されます。416型はフリーカッティング鋼と見なされ、すべてのステンレス鋼の中で最良の切削性を持ち、多くの旋削ステンレス部品に使用されます。マルテンサイト系ステンレス鋼は磁性を持ち、高炭素含有量のため溶接が困難です。

オーステナイト系ステンレス鋼

クロム-鉄合金にニッケル（8〜20%）を添加すると、常温でオーステナイト組織を持つ鋼が得られ、面心立方構造が耐食性を発揮し、その磁気特性は軟磁性（電場では磁化可能だが、永久磁石にはならない）です。これらの鋼は比較的低炭素含有量で、溶接性に優れます。このグループはすべてのステンレス鋼の中で最も一般的に使用されており、特に302型が代表的です。経済的な304型（食品グレードとも呼ばれる）は、溶接関連の腐食が懸念される一般的な耐食用途に使用されます。改良された耐食性を持つ316型は工業用途に使用され、オーステナイト系ステンレス鋼の中で最も耐食性が高いとされています。グレードの後に"L"が付くものは（例：304L、316L）、最も厳しい溶接条件下での溶接性が改良されています。チタンを添加して耐熱性を高めた321型は、航空宇宙用途で人気の材料です。

比較的新しいグレードとして、PHSS（析出硬化系ステンレス鋼）と呼ばれるものがあり、15-5、17-4、17-7 PHなどの識別子を持ちます。この特殊な熱処理プロセスにより、金属の応力腐食割れに対する抵抗力が向上します。これらのPHSSの一部はオーステナイト系、一部はマルテンサイト系、一部はその中間に位置します。A-286合金は、いわゆるスーパーアロイと呼ばれる最初の合金の一つでした。

デュプレックス系ステンレス鋼

デュプレックス鋼は、フェライト相とオーステナイト相の両方を組織に持ち、オーステナイト系の約2倍の強度を発揮します。優れた耐食性と、オーステナイト系ステンレス鋼に匹敵する溶接性を備え、強度が不可欠なオフショアプラットフォーム、圧力容器などの様々な特殊用途で使用されています。

ステンレス鋼グレード一覧表

以下の表1は、多くのAISIステンレス鋼、それらの強度、典型的な用途を示しています。サフィックス（L、Sなど）を持つ鋼や、多くの特殊PHSSは含まれていません。

グレード	ステンレス鋼の種類	強度・特性・用途の説明
201	オーステナイト系	301の低ニッケル相当、カトラリー用
202	オーステナイト系	302の低ニッケル相当、キッチン用品用
205	オーステナイト系	低加工硬化、スピン成形用
301	オーステナイト系	高加工硬化、トレーラーボディ、ファスナー用
302	オーステナイト系	汎用グレード
303	オーステナイト系	302のフリーカッティング版、ネジ切り加工用
304	オーステナイト系	低炭素、経済的グレード、海水非耐性だが溶接性良好
304L	オーステナイト系	超低炭素で溶接後腐食耐性を向上
305	オーステナイト系	低加工硬化、スピン成形用
308	オーステナイト系	高合金含有で耐食・耐熱性向上、溶接棒/ワイヤー用
309	オーステナイト系	高温・スケール耐性、熱交換器用
310	オーステナイト系	高温・スケール耐性、炉用
314	オーステナイト系	高スケール耐性、輻射管用
316	オーステナイト系	モリブデン増加で海水中の耐食性向上
316L	オーステナイト系	316の低炭素版で溶接後耐食性向上
317	オーステナイト系	316より優れた耐食性とクリープ耐性
321	オーステナイト系	304の高チタン版で高温特性向上
329	オーステナイト-フェライト系	316相当の一般耐食性、応力割れ耐性向上
330	オーステナイト系	浸炭・酸化・熱衝撃耐性、熱処理治具用
347	オーステナイト系	321より高クリープ強度、ジェットエンジン部品用
348	オーステナイト系	321の低残留磁気版、原子力用途
384	オーステナイト系	低冷間加工硬化、ボルト・ネジ用
403	マルテンサイト系	タービングレード、蒸気タービン羽根用
405	フェライト系	403の非硬化グレード
409	マルテンサイト系	汎用、熱処理不要の構造用
410	マルテンサイト系	汎用、シャフト・自動車排気系など機械部品用
414	マルテンサイト系	高焼入れ性、バネ用
416	マルテンサイト系	410のフリーカッティング版
420	マルテンサイト系	410の高炭素改良版、手術器具用
422	マルテンサイト系	1200°Fまでの高強度、タービンブレード用
429	フェライト系	430より優れた溶接性
430	フェライト系	クロム系、非硬化、アニーリングバスケット、食洗機用
431	マルテンサイト系	特殊用途、硬化可能、ビーターバー用
434	フェライト系	430改良、融雪剤への高耐性
436	フェライト系	一般耐食・耐熱グレード、自動車トリム用
440A, B, C	マルテンサイト系	ステンレス鋼グレード中最高の焼入れ性、ベアリングボール用
442	フェライト系	高温・スケール耐性、炉用
446	フェライト系	高温・スケール耐性、間欠使用、放射温度計管用
501	マルテンサイト系	耐熱高強度、石油化学設備用
502	フェライト系	耐熱高延性、石油化学設備用

まとめ

この記事では、一般的なステンレス鋼の主要な種類とグレードについて簡単にまとめました。追加製品に関する詳細情報については、他のガイドを参照するか、Thomasサプライヤー発見プラットフォームを訪れて、潜在的な供給源を特定するか、特定製品の詳細をご覧ください。