SUS 347（JIS G4303）固溶化処理材 – ニオブ安定化高温用オーステナイト系ステンレス鋼の特性

SUS 347（JIS G4303）固溶化処理材の概要

SUS 347は、ニオブ/コロンビウム（Nb/Cb: 10×C%〜1.00%）を添加して炭化物析出を抑制し、高温強度と粒界腐食抵抗性を向上させたオーステナイト系ステンレス鋼です（JIS G4303）。SUS 321（Ti安定化）と同様の18Cr-9Ni系組成ですが、安定化元素がNbである点が異なります。NbはTiより強力な炭化物（NbC）を形成し、高温でのクリープ強度と酸化性酸環境下での耐食性に優れます。固溶化処理（1010〜1150℃急冷）により、NbCとして炭素を固定化し、感作化を防止します。溶接性に優れ、自材溶接材で良好な結果が得られるため、圧力容器・配管の溶接構造物に広く採用されています。

化学成分（代表値、質量%）

元素	C	Si	Mn	P	S	Ni	Cr	Nb/Cb
基準値	≤0.08	≤1.00	≤2.00	≤0.045	≤0.030	9.0〜13.0	17.0〜19.0	10×C%〜1.00

物理的特性（室温・23℃）

特性	値	備考
密度	7.9〜8.2 g/cm³	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
融点	1,230〜1,480 ℃	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
比熱容量	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	11〜21 W/(m·K)	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
線膨張係数	(1.7〜1.9)×10⁻⁵ 1/K	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
電気抵抗率	8.5×10⁻⁷ Ω·m	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値

機械的特性（室温・23℃、固溶化処理後）

特性	値	備考
引張強さ	520 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	205 MPa	最小値
伸び (A5)	40 %	優れた延性
絞り	50 %	良好な成形性
ブリネル硬さ	187 HB	参考値
ロックウェル硬さ (HRB)	90 HRB	参考値
ビッカース硬さ	200 HV	参考値
ヤング率（弾性率）	195 GPa	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
せん断弾性率	77 GPa	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値
ポアソン比	0.30	オーステナイト系ステンレス鋼の典型値

高温特性：SUS 321 と SUS 347 の比較

室温機械的特性はほぼ同等ですが、高温域ではNbCの熱的安定性がTiCより高いため、SUS 347の方が優れたクリープ強度を示します。ASME BPVC Section II Part Dの高温許容応力値でも、600℃以上ではSUS 347がやや高く設定されています。また、Nbは酸化性酸（硝酸等）に対する耐食性向上効果もあります。

特性	SUS 321	SUS 347	備考
安定化元素	Ti	Nb (Cb)	炭化物生成自由エネルギー: NbC > TiC
650℃ クリープ強度	○	◎	NbCの高温安定性優位
酸化性酸耐食性	標準	優秀	硝酸・有機酸混合環境で有利
溶接性（自材溶接材）	×（Ti酸化・窒化）	◎	SUS 347溶接材は両グレード対応
高温酸化抵抗性	850℃連続	850℃連続	同等レベル

耐食性と主な用途

• 高温酸化抵抗性: 850℃連続、900℃断続使用可能。
• 粒界腐食抵抗性: Nb安定化により、溶接後・高温曝露後の感作化を確実に防止。溶接構造物で最も信頼性が高い。
• 酸化性酸耐食性: 硝酸、有機酸混合環境でSUS 321より優位。
• 主な用途: 石油精製・石油化学高温配管・熱交換器・反応器、航空機エンジン・排気系部品、自動車触媒担体・排気マニホールド、ボイラ・圧力容器高温部品、原子力関連配管、溶接構造物全般。

加工・熱処理・溶接のポイント

• 固溶化処理: 1010〜1150℃急冷。NbCを固溶させ、急冷で過飽和固溶状態を維持。冷却遅延はNbC粗大化を招く。
• 安定化処理（推奨）: 870〜950℃/1〜4h 空冷。残留炭素をNbCとして完全固定化。溶接構造物では溶接後熱処理(PWHT)代替として実施されることも多い。
• 溶接: TIG/MIG/SAW/被覆アーク全対応。自材溶接材（SUS 347）で良好。SUS 321の溶接にもSUS 347材を使用。溶接後熱処理は通常不要（安定化処理済みなら特に不要）。
• 冷間加工: SUS 304と同等の優れた成形性。加工硬化対策は標準的に実施。
• 機械加工: NbC微粒子による工具摩耗がTiCよりやや大きい傾向。コーティング超硬・セラミック工具推奨。

関連規格・同等グレード

規格	グレード	備考
JIS	SUS 347	JIS G4303 / G4304 / G4305
ASTM/ASME	347 / UNS S34700	A240, A312, A403, SA-240, SA-312等
EN	1.4550 / X6CrNiNb18-10	EN 10088-2
DIN	X6CrNiNb18-10	旧規格 1.4550

まとめ

SUS 347固溶化処理材は、ニオブ安定化により高温クリープ強度、酸化性酸耐食性、溶接性（自材溶接材対応）においてSUS 321を上回る、高温用途における最も信頼性の高いオーステナイト系ステンレス鋼の一つです。ASME認定材として圧力容器・配管規格で広く採用され、石油精製・石油化学・発電・航空宇宙分野で長期実績があります。設計時は高温許容応力値の優位性を活かし、溶接構造物では安定化処理の実施有無を仕様書で明確化することを推奨します。