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ASTM A213 TP304L 低炭素オーステナイト系ステンレス鋼 – 溶接性に優れた熱処理材

概要

ASTM A213 TP304L（UNS S30403）は、TP304の炭素含有量を0.035%以下に抑えた超低炭素グレードです。溶接熱影響部での炭化クロム析出（感度化）を防止し、溶接後熱処理なしで優れた粒界腐食抵抗性を維持できるのが最大の特長です。

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 ℃	485 MPa	TP304/304Hよりやや低い
降伏強さ	23.0 ℃	170 MPa	TP304/304Hよりやや低い

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)	0.035 % 以下
クロム (Cr)	18.0 – 20.0 %
マンガン (Mn)	2.00 %
ニッケル (Ni)	8.0 – 12.0 %
リン (P)	0.05 %
ケイ素 (Si)	1.00 %
硫黄 (S)	0.03 %

TP304L、TP304、TP304Hの比較

特性	TP304L	TP304	TP304H
炭素 (最大値)	0.035%	0.08%	0.10%
引張強さ (MPa)	485	515	515
降伏強さ (MPa)	170	205	205
感度化抵抗性	最高	良好	要注意
高温クリープ強度	低い	中程度	高い
主用途	溶接構造・一般配管	汎用	高温構造

主な用途

溶接構造配管: 化学プラント、食品・医薬プラントの配管・タンク
熱交換器チューブ: 溶接継手を持つ低～中温熱交換器
ボイラー給水管・エコノマイザー: 400℃以下の環境
建築・構造用途: 溶接後の酸洗い・不動態化のみで使用可能

注意点と選定指針

高温強度が必要な場合: 500℃以上ではTP304HまたはTP321Hを推奨
応力腐食割れ（SCC）対策: 高温塩化物環境ではTP316L/316Hや高モリブデン鋼を検討
磁性: 冷間加工により弱い磁性を帯びることがある（オーステナイト組織維持時は非磁性）

熱処理と供給状態

固溶熱処理（1040–1120℃、水冷または急冷）状態で供給。低炭素のため感度化リスクが極めて低く、溶接後熱処理なしで使用可能です。ASME BPVC Section II Part Dでは、設計応力値はTP304より低く設定されています（高温側）。

ASTM A213 TP310HCb ニオブ安定化オーステナイト系耐熱ステンレス鋼 ASTM A213 TP309Cb ニオブ安定化オーステナイト系耐熱ステンレス鋼

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