Sandvik 2RE10：硝酸環境に特化した超低炭素・高純度オーステナイト系ステンレス鋼

Sandvik 2RE10は、極めて低い炭素含有量と不純物レベルを実現したオーステナイト系ステンレス鋼です。本鋼種の主な特長は以下の通りです：

• 硝酸環境における優れた耐食性
• 粒界腐食に対する優れた耐性
• 孔食に対する良好な耐性
• 良好な溶接性

Sandvik 2RE10はEN規格番号1.4335に準拠しますが、実際の1.4335規格ではC、Si、P、S、Moの上限値がかなり高く設定されています。これらの元素は高濃度になると腐食リスクを高めるため、Sandvik 2RE10では可能な限り低く抑制しています。

本材料の耐食性、機械的特性、物理的特性に関するより詳細な技術情報およびチャートは、マテリアルページ右側の図表に掲載されています。

主な特性

一般物性

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 %	平均値

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	最小値、EN 13445-2 (UFPV-2) および EN 10216-5
シャルピー衝撃値	-196.0 °C	60 J	最小値、EN 13445-2 (UFPV-2) および EN 10216-5
弾性係数	20.0 °C	195 GPa	–
弾性係数	100.0 °C	190 GPa	–
弾性係数	200.0 °C	182 GPa	–
弾性係数	300.0 °C	174 GPa	–
弾性係数	400.0 °C	166 GPa	–
弾性係数	500.0 °C	158 GPa	–
伸び	23.0 °C	35 %	最小値
硬さ（ビッカース）	23.0 °C	155 HV	–
引張強さ	20.0 °C	500 – 670 MPa	–
引張強さ	50.0 °C	485 MPa	–
引張強さ	100.0 °C	470 MPa	–
引張強さ	150.0 °C	455 MPa	–
引張強さ	200.0 °C	440 MPa	–
引張強さ	250.0 °C	430 MPa	–
引張強さ	300.0 °C	420 MPa	–
引張強さ	350.0 °C	415 MPa	–
引張強さ	400.0 °C	410 MPa	–
0.1%耐力 (Rp0.1)	20.0 °C	210 MPa	最小値
0.1%耐力 (Rp0.1)	50.0 °C	225 MPa	最小値
0.1%耐力 (Rp0.1)	100.0 °C	210 MPa	最小値
0.1%耐力 (Rp0.1)	150.0 °C	200 MPa	最小値
0.1%耐力 (Rp0.1)	200.0 °C	190 MPa	最小値
0.1%耐力 (Rp0.1)	250.0 °C	180 MPa	最小値
0.1%耐力 (Rp0.1)	300.0 °C	170 MPa	最小値
0.1%耐力 (Rp0.1)	350.0 °C	165 MPa	最小値
0.1%耐力 (Rp0.1)	400.0 °C	160 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	20.0 °C	205 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	50.0 °C	195 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	100.0 °C	180 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	150.0 °C	170 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	200.0 °C	160 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	250.0 °C	150 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	300.0 °C	145 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	350.0 °C	140 MPa	最小値
0.2%耐力 (Rp0.2)	400.0 °C	135 MPa	最小値

熱的特性

特性	温度	値	備考
熱膨張係数	100.0 °C	1.55×10⁻⁵ 1/K	30°Cから当該温度までの平均値
	200.0 °C	1.65×10⁻⁵ 1/K
	300.0 °C	1.70×10⁻⁵ 1/K
	400.0 °C	1.70×10⁻⁵ 1/K
	500.0 °C	1.75×10⁻⁵ 1/K
	600.0 °C	1.75×10⁻⁵ 1/K
	700.0 °C	1.80×10⁻⁵ 1/K
比熱容量	20.0 °C	470 J/(kg·K)	–
	100.0 °C	495 J/(kg·K)
	200.0 °C	530 J/(kg·K)
	300.0 °C	555 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	630 J/(kg·K)
熱伝導率	20.0 °C	13 W/(m·K)	–
	100.0 °C	15 W/(m·K)
	200.0 °C	17 W/(m·K)
	300.0 °C	19 W/(m·K)
	400.0 °C	21 W/(m·K)
	500.0 °C	23 W/(m·K)
	600.0 °C	25 W/(m·K)
	700.0 °C	26 W/(m·K)

電気的特性

特性	温度	値
電気抵抗率	20.0 °C	8.4×10⁻⁷ Ω·m
	100.0 °C	9.0×10⁻⁷ Ω·m
	200.0 °C	9.8×10⁻⁷ Ω·m
	300.0 °C	1.07×10⁻⁶ Ω·m
	400.0 °C	1.10×10⁻⁶ Ω·m
	500.0 °C	1.14×10⁻⁶ Ω·m
	600.0 °C	1.18×10⁻⁶ Ω·m
	700.0 °C	1.20×10⁻⁶ Ω·m
	800.0 °C	1.22×10⁻⁶ Ω·m
	900.0 °C	1.23×10⁻⁶ Ω·m
1000.0 °C	1.24×10⁻⁶ Ω·m

化学成分（質量%）

元素	含有量	備考
炭素（C）	0.015 %	最大
クロム（Cr）	24.5 %	–
鉄（Fe）	残部	–
マンガン（Mn）	1.8 %	–
モリブデン（Mo）	0.1 %	–
ニッケル（Ni）	20 %	–
リン（P）	0.02 %	最大
ケイ素（Si）	0.15 %	最大
硫黄（S）	0.005 %	最大

技術的特性・加工性

適用分野

Sandvik 2RE10は、硝酸を扱うプロセスにおける熱交換器用チューブ・パイプに非常に適しています。具体的には、硝酸製造、アクリル繊維製造、硝酸アンモニウム製造、原子炉燃料の再処理などの分野で広く採用されています。これらの用途における豊富な実績が、ASTM 304LやASTM 329などの標準鋼種に対するSandvik 2RE10の優位性を裏付けています。

テールガス予熱器: テールガス予熱器で極めて腐食性の高い条件となる主因は、吸収塔からのテールガスに硝酸の微粒子が混入していることです。このガスがヒーターに入ると、微粒子が高温のチューブ壁面に付着して沸騰を始めます。加熱媒体（通常は高温プロセスガスまたは蒸気）の温度は非常に高くなることがあります。このような条件下ではASTM 304Lの寿命が短くなりがちです。チューブおよびチューブシートにSandvik 2RE10を採用することで、長寿命化が図れます。

冷却器/凝縮器: 冷却器/凝縮器では、通常、最初の凝縮液が形成される入口側で腐食が発生します。最初の凝縮液が再沸騰すると、腐食条件が極めて厳しくなり、図5に示すような腐食形態をとります。この典型的な腐食問題は容易に検出可能です。Sandvik 2RE10への材質アップグレードにより、ASTM 304L等と比較して大幅に長い耐用年数が得られます。

認証・規格承認

ASMEコードケース 2591、第VIII編 第1分冊 承認済み。

冷間加工

Sandvik 2RE10は優れた成形性を有し、極めて小さな曲げ半径まで冷間曲げが可能です。冷間加工は全面腐食および粒界腐食耐性を損ないません。冷間曲げ後の焼鈍は通常不要です。ただし、冷間加工されたチューブが応力腐食割れ（SCC）の懸念がある条件下で使用される場合は、応力除去熱処理を推奨します（熱処理の項を参照）。

耐食性（詳細）

全面腐食

Sandvik 2RE10は、硝酸用途における腐食問題を解決するために開発されました。高クロム含有と低不純物含有により、ASTM 304Lタイプ鋼よりも硝酸に対する耐食性が大幅に優れています（等腐食線図、図1参照）。このような用途では、ASTM 304L、ASTM 321、ASTM 329に対して圧倒的な優位性を持ちます。これらの鋼種の65%硝酸中での腐食速度（ヒューイ試験）を図2に比較示しています。

Sandvik 3R12はASTM 304L相当のSandvikグレードです。固溶焼鈍状態（納入状態）と感作処理状態（650°C/1,202°F、1時間保持）の両方で試験結果を提示しています。ASTM 329は650°C（1,202°F）、5分の感作処理を行っています。

応力腐食割れ（SCC）

高ニッケル含有（20%）により、Sandvik 2RE10は従来のオーステナイト系ステンレス鋼（ASTM 304L等）よりもわずかにSCC耐性が優れています。

粒界腐食

Sandvik 2RE10は、長時間の感作処理後でも粒界腐食に対して高い耐性を維持します。図3は、Sandvik 2RE10とASTM 304Lタイプ鋼の感作試験片をヒューイ試験（65%硝酸沸騰、5×48時間）にかけた結果を示しています。感作しにくい特性は、複雑な溶接作業において有利に働きます。

納入検査におけるヒューイ試験では、Sandvik 2RE10の保証最大腐食速度は、固溶焼鈍状態で0.12 mm/年（5 mpy）、675°C（1,250°F）感作後で0.20 mm/年（8 mpy）です。特定のケースでは、合意によりさらに低い値を保証することも可能です。図3が示す通り、感作による腐食速度の上昇はSandvik 2RE10では小さいのに対し、ASTM 304Lでは著しく増大します。

孔食

Sandvik 2RE10は、ASTM 304Lよりも実質的に優れた孔食耐性を持ち、ASTM 329よりも優れています（図4参照）。

熱処理

チューブは熱処理済み状態で供給されます。追加工後に別の熱処理が必要な場合は以下を推奨します。

応力除去: 850–950°C（1,560–1,740°F）、10–15分、空冷で急冷。または 1,000–1,050°C（1,830–1,920°F）、約1分、空冷で急冷。

固溶焼鈍: 1,000–1,100°C（1,830–2,010°F）、5–20分、空冷または水冷で急冷。

供給形態

チューブ・パイプ: 外径80 mm（3.15 in.）まで、固溶焼鈍・白酸洗い仕上げまたは光輝焼鈍仕上げで供給。

その他の供給形態:

• 被覆電極
• シート・プレート
• 棒鋼（グレード: Sandvik 2RE69）

溶接

Sandvik 2RE10の溶接性は良好です。適切な融接法として、被覆アーク溶接（MMA/SMAW）とガスシールドアーク溶接があり、TIG/GTAW法を第一選択とします。

完全オーステナイト系ステンレス鋼の共通特性として、熱伝導率が低く熱膨張率が高いため、溶接計画は事前に慎重に立て、溶接部の歪みを最小限に抑える必要があります。残留応力が懸念される場合は、溶接後に固溶焼鈍を実施できます。

推奨溶接条件：熱入力 <1.0 kJ/mm、層間温度 <100°C（210°F）。ストリングヤービード溶接技術を適用してください。

推奨肉盛り材:

• TIG/GTAWまたはMIG/GMAW溶接:
  • 25.20.L（例: Exaton 25.20.L）
  • ISO 14343 S 25 22 2 N L（例: Exaton 25.22.2.LMn）
• MMA/SMAW溶接:
  • ISO 3581 E 25 22 2 N L B（例: Exaton 25.22.2.LMnB）
  • ISO 14343 S 25 22 2 N L ワイヤーまたはストリップ電極は、チューブシートや高圧容器のオーバーレイ溶接で、Sandvik 2RE10と同等の耐食性が要求される場合に推奨。