ASTM A213 TP304H オーステナイト系ステンレス鋼 – 高温用途向け包括的特性
概要
ASTM A213 TP304H（UNS S30409）は、標準的なTP304の炭素含有量を0.04–0.10%に高めた「H」グレードで、500℃以上の高温環境でのクリープ強度を向上させたオーステナイト系ステンレス鋼です。ボイラー、熱交換器、過熱器チューブなどの高温配管用途で標準的に採用されています。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 密度 | 23.0 ℃ | 7.9 – 8.2 g/cm³ | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
機械的特性（室温、熱処理後）
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 弾性係数 | 23.0 ℃ | 195 GPa | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 伸び（A50） | 23.0 ℃ | 35 % | |
| ブリネル硬度 | 23.0 ℃ | 192 HB | |
| ロックウェルB硬度 | 23.0 ℃ | 90 HRB | |
| ビッカース硬度 | 23.0 ℃ | 200 HV | |
| ポアソン比 | 23.0 ℃ | 0.30 | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| せん断弾性係数 | 23.0 ℃ | 77 GPa | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 引張強さ | 23.0 ℃ | 515 MPa | |
| 降伏強さ | 23.0 ℃ | 205 MPa | |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 線膨張係数 | 23.0 ℃ | 1.7 – 1.9 × 10⁻⁵ 1/K | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 融点 | – | 1230 – 1480 ℃ | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 比熱容量 | 23.0 ℃ | 440 J/(kg·K) | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 熱伝導率 | 23.0 ℃ | 11 – 21 W/(m·K) | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|
| 電気抵抗率 | 23.0 ℃ | 8.5 × 10⁻⁷ Ω·m | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
化学組成（質量%）
| 元素 | 含有量 |
|---|
| 炭素 (C) | 0.04 – 0.10 % |
| クロム (Cr) | 18.0 – 20.0 % |
| マンガン (Mn) | 2.00 % |
| ニッケル (Ni) | 8.0 – 11.0 % |
| リン (P) | 0.05 % |
| ケイ素 (Si) | 1.00 % |
| 硫黄 (S) | 0.03 % |
TP304とTP304Hの違い
| 項目 | TP304 | TP304H |
|---|
| 炭素含有量 | ≤ 0.08% | 0.04 – 0.10% |
| 高温強度 | 標準 | 向上（クリープ強度重視） |
| 主用途温度 | ~500℃ | 500℃以上 |
| 感度化リスク | 低い | やや高い（炭化物析出） |
主な用途
- ボイラー過熱器・再熱器チューブ
- 熱交換器チューブ（高温側）
- 石油精製・化学プラントの高温配管
- 発電設備の蒸気配管
適用規格と熱処理
ASTM A213/A213Mに準拠。固溶熱処理（1040–1120℃、水冷）を施した状態で供給されます。ASME BPVC Section I, VIIIにも採用されており、設計応力値はSection II Part Dで規定されています。
