Sandvik 3R12：高性能オーステナイト系ステンレス鋼
概要
Sandvik 3R12は、低炭素含有のオーステナイト系クロム-ニッケルステンレス鋼です。幅広い産業用途に使用され、優れた耐食性と機械的特性を兼ね備えています。
物理的・機械的・熱的・化学的特性
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.9 g/cm³ | |
| リサイクル含有率 | 82.1 % | 平均リサイクル含有率 |
機械的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| シャルピー衝撃値 | -270.0 °C | 60 J | EN 13445-2 (UFPV-2) および EN 10216-5 |
| -196.0 °C | 60 J | EN 13445-2 (UFPV-2) および EN 10216-5 | |
| クリープ強度 (10⁴時間) | 550.0 °C | 195 MPa | ISO値、10000時間 |
| 575.0 °C | 147 MPa | ISO値、10000時間 | |
| 600.0 °C | 122 MPa | ISO値、10000時間 | |
| 625.0 °C | 100 MPa | ISO値、10000時間 | |
| 650.0 °C | 79 MPa | ISO値、10000時間 | |
| 675.0 °C | 64 MPa | ISO値、10000時間 | |
| 700.0 °C | 48 MPa | ISO値、10000時間 | |
| クリープ強度 (10⁵時間) | 550.0 °C | 115 MPa | ISO値、100000時間 |
| 575.0 °C | 93 MPa | ISO値、100000時間 | |
| 600.0 °C | 74 MPa | ISO値、100000時間 | |
| 625.0 °C | 58 MPa | ISO値、100000時間 | |
| 650.0 °C | 45 MPa | ISO値、100000時間 | |
| 675.0 °C | 33 MPa | ISO値、100000時間 | |
| 700.0 °C | 23 MPa | ISO値、100000時間 | |
| 弾性係数 | 20.0 °C | 200 GPa | |
| 100.0 °C | 194 GPa | ||
| 200.0 °C | 186 GPa | ||
| 300.0 °C | 179 GPa | ||
| 400.0 °C | 172 GPa | ||
| 500.0 °C | 165 GPa | ||
| 伸び | 23.0 °C | 45 % | 最小値 |
| 伸び (A2) | 23.0 °C | 35 % | 最小値 |
| ロックウェルB硬度 | 23.0 °C | 90 | 最大値 |
| 引張強さ | 23.0 °C | 515 - 680 MPa | |
| 0.1%耐力 | 20.0 °C | 240 MPa | 最小値 |
| 50.0 °C | 215 MPa | 最小値 | |
| 100.0 °C | 190 MPa | 最小値 | |
| 150.0 °C | 175 MPa | 最小値 | |
| 200.0 °C | 165 MPa | 最小値 | |
| 250.0 °C | 155 MPa | 最小値 | |
| 300.0 °C | 150 MPa | 最小値 | |
| 350.0 °C | 145 MPa | 最小値 | |
| 400.0 °C | 140 MPa | 最小値 | |
| 450.0 °C | 135 MPa | 最小値 | |
| 500.0 °C | 130 MPa | 最小値 | |
| 550.0 °C | 125 MPa | 最小値 | |
| 0.2%耐力 | 20.0 °C | 210 MPa | 最小値 |
| 50.0 °C | 190 MPa | 最小値 | |
| 100.0 °C | 165 MPa | 最小値 | |
| 150.0 °C | 150 MPa | 最小値 | |
| 200.0 °C | 140 MPa | 最小値 | |
| 250.0 °C | 130 MPa | 最小値 | |
| 300.0 °C | 125 MPa | 最小値 | |
| 350.0 °C | 120 MPa | 最小値 | |
| 400.0 °C | 115 MPa | 最小値 | |
| 450.0 °C | 110 MPa | 最小値 | |
| 500.0 °C | 105 MPa | 最小値 | |
| 550.0 °C | 100 MPa | 最小値 |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 熱膨張係数 | 100.0 °C | 1.65E-5 1/K | 30°Cから当該温度まで |
| 200.0 °C | 1.7E-5 1/K | 30°Cから当該温度まで | |
| 300.0 °C | 1.75E-5 1/K | 30°Cから当該温度まで | |
| 400.0 °C | 1.8E-5 1/K | 30°Cから当該温度まで | |
| 500.0 °C | 1.85E-5 1/K | 30°Cから当該温度まで | |
| 600.0 °C | 1.85E-5 1/K | 30°Cから当該温度まで | |
| 700.0 °C | 1.9E-5 1/K | 30°Cから当該温度まで | |
| 比熱容量 | 20.0 °C | 475 J/(kg·K) | |
| 100.0 °C | 500 J/(kg·K) | ||
| 200.0 °C | 530 J/(kg·K) | ||
| 300.0 °C | 560 J/(kg·K) | ||
| 400.0 °C | 580 J/(kg·K) | ||
| 500.0 °C | 600 J/(kg·K) | ||
| 600.0 °C | 615 J/(kg·K) | ||
| 700.0 °C | 625 J/(kg·K) | ||
| 熱伝導率 | 20.0 °C | 15 W/(m·K) | |
| 100.0 °C | 16 W/(m·K) | ||
| 200.0 °C | 18 W/(m·K) | ||
| 300.0 °C | 20 W/(m·K) | ||
| 400.0 °C | 22 W/(m·K) | ||
| 500.0 °C | 23 W/(m·K) | ||
| 600.0 °C | 25 W/(m·K) | ||
| 700.0 °C | 26 W/(m·K) |
化学組成
| 元素 | 含有量 | 備考 |
|---|---|---|
| 炭素 | 0.03 % | 最大 |
| クロム | 18.5 % | |
| コバルト | 超低コバルト含有材も供給可能 | |
| 鉄 | 残部 | |
| マンガン | 1.3 % | |
| ニッケル | 10 % | |
| リン | 0.03 % | 最大 |
| ケイ素 | 0.5 % | |
| 硫黄 | 0.015 % | 最大 |
技術的特性・用途
用途分野
Sandvik 3R12は幅広い産業用途に使用されます。典型的な例：
- 熱交換器、凝縮器、配管
- 化学、石油化学、肥料、パルプ・製紙、原子力産業における冷却・加熱コイル
- 医薬品、食品、飲料の製造設備
認証・規格
- JIS認証：ステンレス鋼管
冷間成形
冷間曲げ後の焼鈍は通常不要ですが、曲げ度合いと使用条件に応じて判断する必要があります。熱処理を行う場合は、応力除去または固溶化焼鈍（「熱処理」参照）の形をとるべきです。
耐食性詳細
全面腐食
Sandvik 3R12は以下の環境で良好な耐食性を示します：
- 中温度での有機酸
- 塩溶液（硫酸塩、硫化物、亜硫酸塩など）
- 中温度での苛性溶液
通常のASTM TP304タイプよりも、硝酸などの酸化性物質に対する耐性が優れています。データシート右側の図は、Sandvik 3R12の硝酸中でのアイソコロージョンを示しています。
粒界腐食
低炭素含有のため、ASTM TP304タイプの鋼種よりも粒界腐食耐性に優れています。データシート右側のTTC図（沸騰シュトラウス溶液（12%硫酸、6%硫酸銅）中で24時間試験した結果）は、Sandvik 3R12の優れた耐性を確認しています。これは複雑な溶接作業において有利です。
ヒューイ試験（65%硝酸沸騰、5×48時間）でも、焼鈍状態で最大0.40 mm/年、感作状態（675°C/1275°F）で最大0.60 mm/年の腐食速度を満たすことができます。制御された低不純物レベルにより、通常のASTM TP304LやTP321よりも優れた結果を示します。
孔食・隙間腐食
比較的低い塩化物含有量の溶液でも、孔食および隙間腐食に対して感受性を示す場合があります。モリブデン合金鋼の方が耐性が優れ、モリブデン含有量が増えるにつれて向上します。
応力腐食割れ（SCC）
オーステナイト系鋼はSCCを受けやすい傾向があります。約60°C（140°F）以上で引張応力を受けながら、特に塩化物を含む特定の溶液と接触すると発生する可能性があります。このような使用条件は避けるべきです。プラント停止時の条件も考慮が必要で、このとき形成される凝縮水がSCCや孔食を引き起こす条件を作り出す可能性があります。
SCCに対する高い耐性が要求される用途には、デュプレックス（オーステナイト・フェライト系）鋼のSandvik SAF 2304を推奨します。
ガス腐食
Sandvik 3R12は以下の環境で使用可能です：
- 空気中：850°C (1560°F)まで
- 蒸気中：750°C (1380°F)まで
- 合成ガス（アンモニア合成）：約550°C (1020°F)まで
クリープ領域で使用する場合はクリープ挙動も考慮する必要があります。硫黄を含む燃焼ガス中では耐食性が低下します。このような環境では、使用条件により600-750°C (1110-1380°F)まで使用可能。酸化性または還元性雰囲気か（酸素含有量）、ナトリウムやバナジウムなどの不純物の有無を考慮する必要があります。
熱処理
Sandvik 3R12のチューブは通常、熱処理済みで納入されます。追加熱処理が必要な場合：
- 応力除去：850-950°C (1560-1740°F)、空冷
- 固溶化焼鈍：1000-1100°C (1830-2010°F)、空冷または水冷で急冷
熱間成形
熱間曲げは1100-850°C (2010-1560°F)で実施し、その後固溶化焼鈍を行う必要があります。
供給形態
- シームレスチューブおよびパイプ：外径最大260 mm (10.2 in.)まで、固溶化焼鈍・白色酸洗い状態、またはブライト焼鈍プロセスによる固溶化焼鈍状態で供給
- U字曲げチューブ：要望に応じて供給可能
溶接
溶接性は良好です。予熱なしで溶接し、事後熱処理は通常不要です。推奨溶接法：手棒溶接（MMA/SMAW）およびガスシールドアーク溶接、第一選択はTIG/GTAW法。
- 熱入力：<2.0 kJ/mm
- パス間温度：<150°C (300°F)
推奨充填材：
- TIG/GTAWまたはMIG/GMAW溶接：ISO 14343 S 19 9 L / AWS A5.9 ER308L（例：Exaton 19.9.L）
- MMA/SMAW溶接：ISO 3581 E 19 9 L R / AWS A5.4 E308L-17（例：Exaton 19.9.LR）
- チューブシートや高圧容器のオーバーレイ溶接で、Sandvik 3R12と同等の耐食性が必要な場合：ISO 14343 S 19 9 L / AWS A5.9 ER308L（例：Exaton 19.9.L）ワイヤまたはストリップ電極を推奨
データシート更新日：2019-08-22 07:36（従来版を置き換え）
金属
- Sandvik 3R64：高モリブデン含有による優れた耐食性を実現したプレミアム・オーステナイト系ステンレス鋼
- Sandvik 5R75：チタン安定化オーステナイト系プレミアムステンレス鋼
- Sandvik SAF 3207 HD™ – 深海・腐食環境向けプレミアム超二相ステンレス鋼
- Sandvik 254 SMO – 海水・塩化物環境向けプレミアム オーステナイト系ステンレス鋼
- Sandvik 8R40：850°Cまで対応するニオブ安定化オーステナイト系ステンレス鋼
- Sandvik 6R44：極限温度対応の高性能オーステナイト系ステンレス鋼
- Sandvik SAF 2304®：高耐食・高強度なリーンデュプレックスステンレス鋼
- Sandvik 3R65：高性能モリブデン合金オーステナイト系ステンレス鋼
- Sandvik 3R60™ Urea Grade – 尿素産業向けプレミアムASTM 316L合金
- Sandvik 7RE10：高温用途向けプレミアムオーステナイト系ステンレス鋼
- Sandvik 3R60™：耐食用途向けプレミアムオーステナイト系クロムニッケル鋼