ステンレス鋼の5つの特徴

スタッドレスタイヤ

オーステナイト系ステンレス鋼は主にオーステナイト（γ相）の面心立方格子構造（fcc）に基づいています。一般的な例としては304、316などがあります

非磁性であり、主に冷間加工によって強化されます。

その機械的性質は熱処理によって変化させることができず、冷間変形によってのみ変化します。

非磁性で低温特性に優れ、成形性および溶接性が良いことは、この種の鋼の重要な特徴です。

フェライト系ステンレス鋼

フェライト系ステンレス鋼は、使用状態で主にフェライトから構成されるステンレス鋼の一種です。一般的な例としては405、430などがあります。

応力腐食割れ特性はオーステナイト系ステンレス鋼よりも優れている。常温で強磁性を示す。熱処理によって硬化することはできず、冷間加工性に優れている。

フェライト相が安定して存在するため、焼入れによってフェライト系ステンレス鋼を硬化することはできない。焼鈍状態で最大の延性と耐食性を示す。この鋼材は常温で磁性を有している。熱伝導性が高く、熱膨張係数が小さく、酸化抵抗性に優れ、応力腐食抵抗性にも優れており、大気、蒸気、水、酸化性酸に対して耐える部品の製造に適している。ただし、この種の鋼材には延性が低下し、溶接後の溶接性および耐食性が大幅に低下するという欠点があり、用途が制限されている。室内装飾、重油バーナー部品、家庭用電気製品および家具調度品などに広く使用されている。

マルテンサイト系ステンレス鋼 (M)

マルテンサイト系ステンレス鋼は、母相がマルテンサイト組織であるステンレス鋼を指し、一般的に403、416、420、440などが含まれる。

マルテンサイト系ステンレス鋼の主な特徴は、常温で強磁性を示し、耐食性はそれほど優れていないが、強度が高く、高強度構造鋼としてよく使用されることにある。

硬化傾向が強く、冷間割れを生じやすい。溶接継手の1150℃以上に加熱された部分では、結晶粒が大幅に粗大化する。冷却速度が速すぎても遅すぎても、継手のぜい化を引き起こし、475℃ぜい化を生じる可能性がある。粒界腐食は比較的起こりにくいが、30Cr13、40Cr13、40Cr17Moおよび95Cr18は硬化傾向がより強いため、一般的に溶接には適さない。マルテンサイト系ステンレス鋼は明確な組織変態点を有しており、焼入れにより強化が可能である。クロム含有量が高いため、十分な焼入れ性を有しており、焼戻し処理中に硬度、強度および靭性を広い範囲で調整することができる。高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼は高い硬度を有しており、構造用および工具用の両方に適している。機械的性質、高い焼入れ性、硝酸および有機酸による腐食に耐えることが要求される軸、ピストンロッド、ポンプ、バルブ、ばね、ファスナーなどの部品に広く使用される。

二相性ステンレス鋼とは、フェライトとオーステナイトがそれぞれ約50%を占め、一般的にもう一方の相含量が少なくとも30%以上のステンレス鋼を指します。この種の鋼材は、オーステナイト系およびフェライト系ステンレス鋼の特徴を持っています。一般的に使用される材質：2205。

フェライト系に比べて、より高い塑性および靭性を持ち、室温脆性がなく、粒界腐食耐性および溶接性が顕著に改善されています。また、フェライト系ステンレス鋼の475℃脆性、高い熱伝導性および超塑性を維持しています。

オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、強度が高く、粒界腐食抵抗性および塩化物応力腐食抵抗性が顕著に向上しています。

モリブデンを含む二相ステンレス鋼は、低応力において塩化物応力腐食に優れた耐性を発揮します。

腐食疲労および摩耗腐食特性に優れています。特定の腐食性媒体条件下で使用されるポンプ、バルブなどの動力設備の製造に適しています。

総合的な機械的特性は良好です。高強度と疲労強度を備えています。

溶接性に優れ、熱割れの傾向が小さく、一般的に溶接前の予熱や溶接後の熱処理が必要ありません。

オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、熱伝導率が高く、線膨張係数が低いため、ライニング設備や複合板の製造に適しています。また、熱交換器の管芯材としても適しており、オーステナイト系ステンレス鋼よりも熱伝達効率が高くなります。

使用温度が300℃を超える作動条件では使用しないでください。

二相ステンレス鋼は、石油精製、肥料、製紙、石油、化学などの分野で用いられる熱交換器、冷凝器、海水・高温・濃硝酸に耐える装置などに使用できます。

析出硬化型ステンレス鋼

オーステナイト系またはマルテンサイト系の母材を有するステンレス鋼であり、析出硬化（時効硬化とも呼ばれる）によって硬化（強度が高くなる）する。一般的な例としては、630、660などがある。

析出硬化型ステンレス鋼は、これらの種類の鋼の特性を組み合わせたものであり、オーステナイト系ステンレス鋼の耐食性とマルテンサイト系ステンレス鋼の高強度を併せ持つ。

析出硬化型ステンレス鋼は、高強度かつ良好な耐食性を有している。その耐食性は化学組成のみならず、熱処理、特に時効温度と密接に関係している。

析出硬化型ステンレス鋼は、高強度ステンレス鋼の一種である。産業用途においては、水素脆化および応力腐食割れに特に注意を払う必要がある。

高強度と高い耐食性および耐酸化性の両方が要求される部位に広く使用されており、例えば、低圧タービン軸、誘導羽根、作動羽根、ファンフレーム、航空機エンジンの燃焼室部品、石油化学装置、船舶、原子炉、蒸気タービン、高強度鍛造品、高圧システム用バルブなどがあります。