JIS G4303 SUS405 フェライト系ステンレス鋼：焼鈍材の特性と用途
JIS G4303 SUS405 の概要
JIS G4303 に規定される SUS405 は、13%Cr 系フェライト系ステンレス鋼の代表グレードです。アルミニウム（Al）を添加し、焼入れ硬化を抑制してフェライト単一組織を安定化させています。焼鈍材として供給され、優れた酸化抵抗性（高温強度）と成形性を備え、溶接性も良好です。耐食性は SUS430 よりやや劣りますが、高温酸化雰囲気での使用に適しています。
化学成分（代表値、質量%）
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Al |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 基準値 | 0.08 以下 | 1.00 以下 | 1.00 以下 | 0.040 以下 | 0.030 以下 | 11.50〜14.50 | 0.10〜0.30 |
物理的・機械的・熱的・電気的特性（焼鈍材）
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.6 〜 7.8 g/cm³ | フェライト系ステンレスとして典型的 |
機械的特性（常温・焼鈍材）
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ヤング率（弾性率） | 23.0 °C | 220 GPa | フェライト系として典型的 |
| 伸び（A5） | 23.0 °C | 20 % | |
| ブリネル硬さ | 23.0 °C | 183 HB | |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.30 | フェライト系として典型的 |
| 絞り（断面収縮率） | 23.0 °C | 60 % | |
| 剛性率（せん断弾性率） | 23.0 °C | 77 GPa | フェライト系として典型的 |
| 引張強さ | 23.0 °C | 410 MPa | |
| 降伏強さ（Rp0.2） | 23.0 °C | 175 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | 23.0 °C | 9.3E-6 〜 1.2E-5 1/K | フェライト系として典型的（オーステナイト系より低い） |
| 融点 | — | 1425 〜 1530 °C | フェライト系として典型的 |
| 比熱容量 | 23.0 °C | 420 〜 586 J/(kg·K) | フェライト系として典型的 |
| 熱伝導率 | 23.0 °C | 11 〜 22 W/(m·K) | フェライト系として典型的（オーステナイト系より高い） |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 23.0 °C | 6.0E-7 〜 7.5E-7 Ω·m | フェライト系として典型的 |
熱処理
- 焼鈍：800〜900°C で保持後、炉冷または空冷。軟化・応力除去・組織安定化。
- 応力除去焼鈍：650〜750°C × 1〜2h、空冷。溶接後・冷間加工後の残留応力除去。
- マルテンサイト変態しないため、焼入れ硬化不可。
加工性と溶接性
- 機械加工性：フェライト系として良好。切りくず処理に注意（ブレーカ付き工具推奨）。
- 溶接性：フェライト系で溶接割れ感受性低く良好。ただし粒成長による靭性低下・475°C脆化に注意。予熱不要な場合多いが、厚板・高拘束部は予熱（100〜150°C）推奨。溶接材は SUS430 系または SUS309 系。
- 冷間成形性：良好。加工硬化率はオーステナイト系より低い。深絞り・曲げ加工可能。
耐食性と高温特性
- 大気・淡水・酸化性酸：良好
- 塩化物環境：応力腐食割れ（SCC）感受性はオーステナイト系より極めて低い（フェライト系の利点）
- 高温酸化抵抗性：Al 添加により 800〜900°C まで優れた酸化抵抗性。排気系部品・熱交換器に適す。
- 475°C 脆化：400〜500°C 長時間曝露で脆化。この温度域での長期使用は避けるか、短時間に限定。
主な用途
- 自動車排気系部品（マニホールド、排気管、マフラー外殻）
- 熱交換器・ボイラー管・燃焼器部品
- 石油精製・化学プラントの配管・容器（高温酸化雰囲気）
- 家電部品（オーブン・ヒーター周り部品）
- 建築内装材・厨房機器
SUS405 と SUS430・SUS410L の比較
| グレード | 分類 | Cr% | 特徴 | 主用途 |
|---|---|---|---|---|
| SUS405 | フェライト | 11.5〜14.5 | Al添加、高温酸化抵抗性、溶接性良 | 排気系、熱交換器 |
| SUS430 | フェライト | 16.0〜18.0 | 耐食性最良、汎用フェライト | 家電、建築、自動車装飾 |
| SUS410L | フェライト | 11.5〜13.5 | 低C・Ti/Nb添加、溶接靭性優秀 | 自動車排気系、溶接構造 |
関連規格
- ASTM A240 Type 405 / A276 Type 405
- AISI 405 / UNS S40500
- ISO 683-13 / EN 10088-2
金属
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