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ASTM A213 TP316 モリブデン含有オーステナイト系ステンレス鋼 – 耐食性強化グレード

概要

ASTM A213 TP316（UNS S31600）は、TP304に2–3%のモリブデンを添加し、塩化物環境での孔食・隙間腐食抵抗性を大幅に向上させたオーステナイト系ステンレス鋼です。化学プラント、海洋環境、医薬・食品設備など、幅広い耐食用途で最も広く使用されているグレードの一つです。

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 ℃	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)	0.08 %
クロム (Cr)	16.0 – 18.0 %
マンガン (Mn)	2.00 %
モリブデン (Mo)	2.0 – 3.0 %
ニッケル (Ni)	10.0 – 14.0 %
リン (P)	0.05 %
ケイ素 (Si)	1.00 %
硫黄 (S)	0.03 %

モリブデン添加による耐食性向上メカニズム

不動態皮膜の安定化: Moは不動態皮膜に取り込まれ、塩化物イオンによる破壊を抑制
孔食抵抗性: PREN（孔食抵抗当量数）= %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N で評価され、TP316はPREN≈24–28（TP304は約18–20）
隙間腐食抵抗性: モリブデンは隙間内部の酸性化・塩化物濃縮環境でも不動態性を維持

関連グレードとの比較

グレード	C%	Mo%	Ni%	特長
TP316	0.08	2–3	10–14	標準グレード
TP316L	≤0.035	2–3	10–14	低炭素・溶接構造用
TP316H	0.04–0.10	2–3	11–14	高温クリープ強度重視
TP316Ti	0.08	2–3	10–14	チタン安定化・高温用

主な用途

化学・石油化学プラント: 反応器、配管、熱交換器チューブ（塩化物・酸性環境）
海洋・沿岸設備: 海水配管、淡水化プラント、オフショア構造物
医薬・食品・飲料: 製造装置、配管、タンク（衛生面・洗浄性重視）
環境・水処理: 下水処理、廃液処理、スクラバー
建築・外装: 耐食性重視の外装パネル、手すり、ファサード

熱処理と供給状態

固溶熱処理（1040–1120℃、急冷）状態で供給。標準グレード（C≤0.08%）のため、厚肉溶接部や長時間高温曝露では感度化のリスクがあり、溶接後熱処理またはTP316Lの選定が推奨されます。ASME BPVC Section II Part D収載。

高温特性の留意点

500℃以上での長期使用では、σ相析出による脆化や炭化物析出による感度化に注意が必要です。高温構造用途ではTP316H、溶接構造ではTP316Lの使用を検討してください。

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