ステンレス鋼は一般的に、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼の3つの一般的なグレードに分けられます。以下に詳細な紹介をします。
1. オーステナイト系ステンレス鋼
組成の特徴
そのクロム(Cr)含有量は約16%〜26%、ニッケル(Ni)含有量は約6%〜22%です。この化学組成により、オーステナイト系ステンレス鋼は優れた靭性と耐食性を持ちます。例えば、304ステンレス鋼は典型的なオーステナイト系ステンレス鋼であり、クロム含有量は約18%、ニッケル含有量は約8%です。
性能の特徴
耐食性:
多くの化学物質に対して優れた耐食性を持ち、大気、水、食品、およびほとんどの有機酸と無機酸の腐食に耐えることができます。キッチンの湿った環境、食品加工設備などの一般的な環境で使用しても、良好な状態を維持できます。
靭性と延性:
優れた靭性と延性があり、加工と成形が容易です。冷間加工(冷間圧延、冷間引抜きなど)や熱間加工(鍛造、熱間圧延など)により、パイプ、プレート、ワイヤーなど、さまざまな製品にすることができます。
非磁性または弱磁性:
一般的に非磁性または弱磁性であり、磁性が要求される一部の用途(電子デバイスの筐体など)で有利です。
適用範囲
食品加工設備、台所用品、建築装飾、化学設備、医療機器などの分野で広く使用されています。例えば、家庭のキッチンにあるシンク、食器、病院の一部の医療機器は、オーステナイト系ステンレス鋼で作られています。
2. フェライト系ステンレス鋼
組成の特徴
フェライト系ステンレス鋼の主な合金元素はクロムであり、クロム含有量は通常10.5%〜30%であり、基本的にニッケルを含みません。高いクロム含有量により、フェライト系ステンレス鋼は優れた耐食性を持ちます。例えば、430ステンレス鋼のクロム含有量は約17%です。
性能の特徴
耐食性:
酸化性酸(硝酸など)に対して優れた耐食性を持ち、大気、真水、および一部の化学媒体の腐食に一定の程度まで耐えることができます。ただし、その耐食性は一般的にオーステナイト系ステンレス鋼よりもわずかに低いです。
熱伝導率:
優れた熱伝導率を持ち、調理器具の底など、優れた熱伝達を必要とする一部の用途に適しています。
磁性:
明らかな磁気特性があり、オーステナイト系ステンレス鋼との重要な違いです。
適用範囲
自動車の排気システム、建築装飾材料(屋根、カーテンウォールなど)、キッチン家電(オーブン、電子レンジなど)の製造に一般的に使用されています。そのコストが比較的低いため、耐食性の要求がそれほど高くない一部の場面でより良い性能を発揮できます。
3. マルテンサイト系ステンレス鋼
組成の特徴
マルテンサイト系ステンレス鋼は高い炭素(C)含有量を含み、一般的に0.1%〜1.0%であり、クロム含有量は約11.5%〜18%です。高い炭素含有量により、熱処理によって強化できます。例えば、410ステンレス鋼のクロム含有量は約12%、炭素含有量は約0.15%です。
性能の特徴
強度と硬度:
適切な熱処理後、マルテンサイト系ステンレス鋼は高い強度と硬度を得ることができ、より大きな圧力と摩擦に耐えることができます。その硬度は、オーステナイト系およびフェライト系ステンレス鋼よりも著しく高くなっています。
耐食性:
耐食性は比較的弱く、特に一部の過酷な腐食環境では弱いです。ただし、一般的な大気環境や一部の軽度の腐食性媒体では、良好な性能を維持できます。
磁性:
磁性があり、フェライト系ステンレス鋼と同様です。
適用範囲
主に、より高い強度と特定の耐食性を必要とする工具、機械部品、バルブ、ベアリングなどの部品の製造に使用されます。例えば、工具業界の多くのステンレス鋼工具はマルテンサイト系ステンレス鋼で作られており、その高い硬度により工具の切れ味と耐久性を確保できます。