JIS G4304 SUS304 ステンレス鋼:固溶化処理材の標準特性と用途
JIS G4304 SUS304 ステンレス鋼の概要
SUS304は、18%クロム・8%ニッケルを含む代表的なオーステナイト系ステンレス鋼であり、ステンレス鋼生産量の過半数を占める最も汎用的なグレードです。JIS G4304規格に準拠し、固溶化処理(ソリューションアニーリング)を行った状態での標準的な特性値をまとめています。耐食性、成形性、溶接性、機械的特性のバランスに優れ、幅広い分野で採用されています。
主な特徴
- 優れた耐食性(大気、水、多くの化学薬品に耐える)
- 優れた成形性(深絞り、曲げ、ロール成形等)
- 優れた溶接性(全溶接法適用可能、溶接後熱処理不要)
- 固溶化処理後は非磁性(冷間加工で弱磁性化することあり)
- -196℃までの低温靭性を保持
- 衛生的・美観に優れ、食品・医薬・建築用途に最適
物理的・機械的・熱的・電気的特性
一般物性(23℃)
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 密度 | 7.9 – 8.2 g/cm³ | オーステナイト系として典型的 |
機械的特性(23℃、固溶化処理後)
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| ヤング率(弾性率) | 195 GPa | オーステナイト系として典型的 |
| 引張強さ | 520 MPa | JIS最小値:520 MPa以上 |
| 0.2%耐力 | 205 MPa | JIS最小値:205 MPa以上 |
| 伸び(A5) | 40 % | JIS最小値:40%以上 |
| ブリネル硬度 | 187 HB | 最大値:187 HB以下(JIS) |
| ロックウェルB硬度 | 90 HRB | 最大値:90 HRB以下(JIS) |
| ビッカース硬度 | 200 HV | 最大値:200 HV以下(JIS) |
| ポアソン比 | 0.30 | オーステナイト系として典型的 |
| せん断弾性率 | 77 GPa | オーステナイト系として典型的 |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | 23℃ | 1.7–1.9 × 10⁻⁵ 1/K | オーステナイト系として典型的(20–100℃平均) |
| 融点 | — | 1230–1480 ℃ | 固相線–液相線 |
| 比熱容量 | 23℃ | 440 J/(kg·K) | オーステナイト系として典型的 |
| 熱伝導率 | 23℃ | 11–21 W/(m·K) | 温度により変化(高温で上昇) |
電気的特性(23℃)
| 特性 | 値 | 備考 |
|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 8.5 × 10⁻⁷ Ω·m | オーステナイト系として典型的 |
製造履歴
処理状態:固溶化処理済み(1010–1150℃で加熱保持後、水冷または空冷)
主要用途
SUS304は「ステンレス鋼の代表格」として、極めて幅広い分野で使用されています。
- 建築・土木:外装パネル、屋根材、手すり、構造部材、エキスパンションジョイント
- 食品・飲料・医薬:タンク、配管、熱交換器、コンベア、調理機器、無菌容器
- 化学・石油化学:反応槽、貯蔵タンク、配管、バルブ、ポンプ
- 輸送機器:鉄道車体、自動車排気系(マフラー等)、船舶装備
- 家電・日用品:キッチンシンク、洗濯槽、冷蔵庫内装、調理器具
- 医療・福祉:手術器具、インプラント(一部)、病院設備
- 水処理・環境:浄水場設備、下水処理設備、海水淡水化プラント
関連グレードとの使い分け
| グレード | 特徴 | 主な選定理由 |
|---|---|---|
| SUS304L | 低炭素(C≤0.03%) | 厚板溶接構造、感作化防止 |
| SUS304H | 高炭素(C=0.04–0.10%) | 高温強度重視(500℃以上) |
| SUS316/316L | Mo添加(2–3%) | 塩化物環境、孔食・隙間腐食対策 |
| SUS321/347 | Ti/Nb安定化 | 高温溶接構造、感作化防止 |
| SUS304N1/N2 | N添加で高強度化 | 薄肉化・軽量化、耐食性維持 |
熱処理・加工のポイント
- 固溶化処理:1010–1150℃ × 0.5–1h → 水冷/急冷(炭化物溶解・オーステナイト単相化)
- 応力除去:300–400℃ × 1–2h(歪み取り、磁性低減) ※感作化温度域(450–850℃)回避
- 冷間加工:加工硬化率大、段階焼鈍しで高成形可能
- 溶接:TIG、MIG、アーク、レーザー、抵抗溶接すべて可能。フィラー:SUS308L系
金属
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