DIN 1654-5 X6CrNiTi18-10 冷間引抜・焼入れステンレス鋼｜特性・用途・データシート
概要
DIN 1654-5 規格の X6CrNiTi18-10（材料番号 1.4541、AISI 321 相当） は、チタン（Ti）で安定化したオーステナイト系ステンレス鋼です。炭化物析出による粒界腐食を防ぐためチタンを添加しており、450～850℃の感作化温度域での使用や溶接後でも優れた耐粒界腐食性を発揮します。本グレードは冷間引抜および焼入れ処理を施した状態で供給され、高強度と良好な耐食性を両立させています。
主な特長
- チタン安定化による優れた耐粒界腐食性（溶接熱影響部でも安心）
- 冷間加工性は良好だが、炭素鋼に比べ加工硬化が大きい
- X5CrNi18-12（1.4301 / 304）ほどの冷間成形性はない
- 連続使用温度：最高 550℃（粒界腐食を誘発する物質の影響を避けること）
- 酸化性酸、水、大気環境に対する優れた耐食性
典型的な用途
- 化学プラント機器・配管部品
- 油脂・石鹸工業向け設備
- ステンレス製ねじ、ナット、冷間押出し部品
- 高温・高濃度酸化性酸環境下で使用される部品
- 排気系部品、熱交換器、ボイラー部品など
化学成分（質量%）
| 元素 | 範囲 |
|---|---|
| 炭素 (C) | ≤ 0.08 |
| クロム (Cr) | 17.0 – 19.0 |
| ニッケル (Ni) | 9.0 – 12.0 |
| チタン (Ti) | 5×C% ～ 0.70（通常 0.3～0.5） |
| マンガン (Mn) | ≤ 2.0 |
| シリコン (Si) | ≤ 1.0 |
| リン (P) | ≤ 0.05 |
| 硫黄 (S) | ≤ 0.03 |
| 鉄 (Fe) | 残部 |
物理的・機械的・熱的・電気的特性
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 密度 | 20℃ | 7.93 g/cm³ |
機械的特性（代表値）
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| ヤング率（弾性率） | -100℃ | 206 GPa |
| 20℃ | 196 – 199.26 GPa | |
| ポアソン比 | 20℃ | 0.29 |
| 100℃ | 0.30 | |
| 断面収縮率 | 20℃ | 55 % |
| せん断弾性率 | 20℃ | 77.22 GPa |
| 引張強さ | 20℃ | 680 MPa |
※ ヤング率・せん断弾性率・ポアソン比は高温までデータあり（最大 1000℃）。詳細表は技術データシート参照。
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | 20℃ | 1.61×10⁻⁵ 1/K | |
| 200℃ | 1.70–1.75×10⁻⁵ 1/K | ||
| 500℃ | 1.80–1.85×10⁻⁵ 1/K | ||
| 比熱容量 | 20℃ | 472 J/(kg·K) | |
| 熱伝導率 | 20℃ | 14.3 W/(m·K) | |
| 熱拡散率 | 20℃ | 3.8 mm²/s | |
| 最高使用温度（長期） | – | 0 – 550℃ | 粒界腐食誘発物質を避ける |
| 融点 | – | 1230 – 1480℃ | 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 |
|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 20℃ | 7.1×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 500℃ | 1.02×10⁻⁶ Ω·m |
加工・熱処理のポイント
- 冷間加工： 可能だが加工硬化が大きいため、段階的な加工と中間焼鈍が推奨される。
- 熱間加工： 900～1150℃で実施。加工後は固溶化処理（1000～1100℃、水冷）を行う。
- 溶接性： 優れる（全溶接工法適用可）。チタン安定化により溶接後の粒界腐食リスクが低い。フィラー材は同質または 1.4551（347）を推奨。
- 焼入れ・焼戻し： 本グレードはオーステナイト系のため、焼入れによる硬化はしない。固溶化処理が標準的な熱処理となる。
関連規格・相当材質
| 規格 | 記号・番号 |
|---|---|
| DIN EN 10088-3 | 1.4541 / X6CrNiTi18-10 |
| AISI / ASTM | 321 / UNS S32100 |
| JIS G 4303 | SUS 321 |
| ISO 15510 | X6CrNiTi18-10 |
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