JIS G4304 SUS304J2 ステンレス鋼:固溶化処理材の特性と超低Niグレード
JIS G4304 SUS304J2 ステンレス鋼の概要
SUS304J2は、ニッケル含有量を大幅に削減(Ni: 1.0–3.0%)し、銅(Cu: 1.0–3.0%)と窒素(N)を添加してオーステナイト組織を確保した、JIS独自の超低ニッケルグレードです。JIS G4304規格準拠、固溶化処理状態の特性を示します。SUS304J1よりさらにニッケルを削減し、コスト低減効果が最大ですが、耐食性・成形性には一定の制約があります。
主な特徴
- 極低Ni含有量(1.0–3.0%、SUS304比で約70–85%削減)
- Cu(1.0–3.0%)とN(≤0.10%)の複合添加でオーステナイト安定化
- 耐食性:SUS304より劣る(特に塩化物環境・酸性環境で顕著)
- 成形性:SUS304/J1より劣る(加工硬化大、延性低下傾向)
- 固溶化処理後は非磁性(冷間加工で強磁性化しやすい)
- 溶接性:可だが、溶接部耐食性低下に注意
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 | 450 MPa | JIS最小値:450 MPa以上 |
| 0.2%耐力 | 155 MPa | JIS最小値:155 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 |
| ロックウェルB硬度 | 90 HRB | 最大値:90 HRB以下 |
| ビッカース硬度 | 200 HV | 最大値:200 HV以下 |
| 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 |
| 融点 | — | 1230–1480 ℃ | オーステナイト系として典型的 |
| 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) | オーステナイト系として典型的 |
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℃急冷)
J1/J2シリーズ比較と選定指針
| 項目 | SUS304 | SUS304J1 | SUS304J2 |
|---|---|---|---|
| Ni含有量 | 8.0–10.5% | 6.0–8.0% | 1.0–3.0% |
| Cu含有量 | — | 1.0–2.5% | 1.0–3.0% |
| 耐食性 | 基準 | 同等 | 劣る(要検証) |
| 成形性 | 基準 | 良好(硬化抑制) | やや劣る |
| 磁性(冷加工後) | 弱磁性 | 弱磁性 | 強磁性化しやすい |
| コストメリット | 基準 | 中 | 大 |
| 推奨用途 | 全般 | 一般耐食・成形 | 軽負荷・屋内・乾燥環境 |
用途と適用例(推奨環境:屋内・乾燥・軽負荷)
- 家電内部構造部品(乾燥環境)
- 建築内装材(天井パネル、間仕切り、非露出部)
- 事務機器・OA機器筐体・フレーム
- 自動車内装トリム部品
- 一般産業機器フレーム・カバー(非腐食環境)
設計上の注意点
SUS304J2採用時は、以下の検証を推奨します。
- 耐食性試験:実使用環境相当での塩水噴霧試験、浸漬試験
- 成形性試験:深絞り・曲げ・伸びフランジ試験による工程確認
- 磁性確認:非磁性要求用途では冷間加工後の磁性測定必須
- 溶接部評価:溶接熱影響部の耐食性・機械的特性確認
コスト最優先で、環境・性能要求が許容できる場合に限定採用すべきグレードです。
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