JIS G4304 SUS305 ステンレス鋼：固溶化処理材の特性と高ニッケル深絞りグレード
JIS G4304 SUS305 ステンレス鋼の概要
SUS305は、ニッケル含有量を10.5–13.0%に高め、オーステナイト安定性を極限まで高めた深絞り・複雑成形用オーステナイト系ステンレス鋼です。JIS G4304規格準拠、固溶化処理状態の特性を示します。加工硬化が極めて小さく、冷間加工後の磁性も発生しにくいため、深絞り成形品、非磁性要求部品、精密ばね材として広く採用されています。
主な特徴
- 高Ni（10.5–13.0%）でオーステナイト極めて安定
- 加工硬化率最小（オーステナイト系中最低レベル）
- 冷間加工後も非磁性維持（透磁率≒1.002以下）
- 優れた深絞り性・複雑成形性
- 耐食性：SUS304同等以上（高Niで耐応力腐食割れ性向上）
- 高温酸化性：SUS304よりやや劣る（Cr当量低下）
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 | 480 MPa | JIS最小値：480 MPa以上 |
| 0.2%耐力 | 175 MPa | JIS最小値：175 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）
化学成分比較（代表値、質量%）
| 元素 | SUS304 | SUS305 | SUS305J1 |
|---|
| C | ≤0.08 | ≤0.08 | ≤0.08 |
| Si | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤1.00 |
| Mn | ≤2.00 | ≤2.00 | ≤2.00 |
| P | ≤0.045 | ≤0.045 | ≤0.045 |
| S | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 |
| Ni | 8.00–10.50 | 10.50–13.00 | 8.00–10.50 |
| Cr | 18.00–20.00 | 17.00–19.00 | 17.00–19.00 |
| Cu | — | — | 1.00–2.50 |
用途と適用例
- 深絞り成形品：キッチンシンク（一体成形）、浴槽、自動車燃料タンク、圧力容器ヘッド
- 非磁性部品：電子機器シールドケース、計測器ハウジング、MRI装置構造材、磁気センサーケース
- 精密ばね・皿ばね：低応力緩み、非磁性要求環境
- 医療機器：手術器具、インプラント部品（非磁性必須）
- 化学・食品機器：複雑形状タンク・攪拌羽根・フィルターハウジング
加工硬化比較と成形性
| グレード | 加工硬化率 (n値) | r値 (Lankford) | 冷間加工30%後の磁性 | 深絞り限界 |
|---|
| SUS304 | 0.45–0.50 | 0.8–1.0 | 弱磁性化 | 標準 |
| SUS301L | 0.50–0.55 | 0.6–0.8 | 強磁性化 | 高強度化可能 |
| SUS305 | 0.35–0.40 | 1.2–1.5 | 非磁性維持 | 最高（複雑形状可） |
| SUS305J1 | 0.38–0.43 | 1.0–1.3 | 非磁性維持 | 優（コスト低減） |
SUS305J1との使い分け
SUS305J1はNiを8–10.5%に抑え、Cuを1–2.5%添加してコストダウンしたグレードです。深絞り性・非磁性はSUS305に近い性能を維持します。コスト重視でSUS305J1、最高の成形性・非磁性が必須でコスト二次的ならSUS305を選定します。
熱処理・溶接のポイント
- 固溶化処理：1010–1150℃急冷（高Niでσ相析出傾向大、保持時間最小限）
- 冷間加工後焼鈍：不要（加工硬化小、歪み取りのみ低温で可）
- 溶接：良好、フィラーSUS308L/309L、高Niで溶接割れ感受性やや高い（熱入力管理）
- 高温使用：400℃以上長期ではσ相析出リスク、SUS304/316推奨
