JIS G4303 SUS316Ti - 固溶化処理済みチタン安定化ステンレス鋼の特性

JIS G4303 SUS316Ti の概要

JIS G4303 SUS316Ti は、SUS316 にチタン（Ti：5×C% 以上、通常 0.4-0.7%）を添加し、炭化チタン（TiC）を形成させることで炭化クロム（Cr₂₃C₆）の析出を防止する「安定化処理」タイプのステンレス鋼です。溶接熱影響部での感作化を抑制し、400-800°C の高温環境での耐粒界腐食性とクリープ強度を両立します。固溶化処理（1010-1150°C、急冷）後、必要に応じて安定化処理（850-900°C、2-4時間、空冷）を施します。

物理的特性

特性	温度	値	備考
密度	23.0 °C	7.9 - 8.2 g/cm³	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値

機械的特性（固溶化処理後、室温）

特性	温度	値	備考
ヤング率（弾性率）	23.0 °C	195 GPa	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
引張強さ	23.0 °C	520 MPa	最小値
0.2%耐力	23.0 °C	205 MPa	最小値
伸び（A5）	23.0 °C	40 %	最小値
絞り	23.0 °C	50 %	参考値
ブリネル硬度	23.0 °C	187 HB	最大値
ロックウェル硬度（Bスケール）	23.0 °C	90 HRB	最大値
ビッカース硬度	23.0 °C	200 HV	参考値
ポアソン比	23.0 °C	0.30	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
剛性率（せん断弾性率）	23.0 °C	77 GPa	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値

熱的特性

特性	温度	値	備考
線膨張係数	23.0 °C	1.7×10⁻⁵ - 1.9×10⁻⁵ 1/K	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
融点	-	1230 - 1480 °C	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
比熱容量	23.0 °C	440 J/(kg·K)	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
熱伝導率	23.0 °C	11 - 21 W/(m·K)	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値

電気的特性

特性	温度	値	備考
電気抵抗率	23.0 °C	8.5×10⁻⁷ Ω·m	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値

加工履歴

本データは固溶化処理（1010-1150°Cで加熱後、急冷）を施した材料の典型値です。実用上は固溶化処理後に安定化処理（850-900°C、2-4時間、空冷）を追加し、TiC を安定析出させて炭素を固定化するのが一般的です。

主な用途

高温配管・熱交換器チューブ（400-800°C 連続使用）
ボイラ・重油燃焼設備の過熱器・再熱器チューブ
石油化学プラント高温反応器・配管
排ガス脱硫装置・焼却炉ダクト（高温・腐食複合環境）
自動車排気系（EGRクーラー、タービンハウジング）
溶接構造物で後処理固溶化が困難な大型タンク・容器

チタン安定化のメカニズムと効果

項目	内容
TiC 生成	Ti は C より強い親和力を持ち、優先的に TiC を形成
Cr₂₃C₆ 抑制	結晶粒界での炭化クロム析出を防止、Cr欠損帯形成を阻止
感作化防止	450-850°C 保持時の耐粒界腐食性を大幅向上
高温強度確保	炭素が固溶強化に寄与（Lグレードより高温強度優位）
安定化処理	850-900°C で TiC を粗大化・安定化、余剰Tiを固溶

SUS316L / SUS316Ti / SUS316H の比較

特性	SUS316L	SUS316Ti	SUS316H
C含有量	≤0.03%	≤0.08%	0.04-0.10%
安定化元素	-	Ti（5×C%以上）	-
溶接性	◎（後処理不要）	○（安定化処理推奨）	△（感作化リスク）
高温強度（500°C）	△	◎	◎
クリープ強度	低	高	最高
研磨性・鏡面仕上げ	◎	△（TiC粒子で難しい）	○
耐孔食性（PREN）	標準	同等	同等

設計・製作上の注意点

安定化処理（850-900°C）は固溶化処理後に実施、または溶接後熱処理として実施
TiC 粒子により研磨性が劣るため、鏡面仕上げ要求部品には不向き
高温酸化雰囲気では TiO₂ 生成によりスケール密着性が向上
窒素添加グレード（SUS316LN等）との併用で更なる高強度化も可能
ASME B31.3 等の配管コードでは、高温使用時の許容応力値が規定されている