SAE 304ステンレス鋼は最も一般的なステンレス鋼です。鉄、炭素、クロム、ニッケルの合金です。オーステナイト系ステンレス鋼であるため、磁性はありません。炭素鋼よりも電気伝導性と熱伝導性が低くなります。通常の鋼よりも耐食性が高く、様々な形状に成形しやすいため広く使用されています。[1]
この組成物は1924年にファース・ブラウンのWHハットフィールドによって開発され、「ステイブライト18/8」という商標で販売されました。[2]
これはSAEインターナショナルによってSAE鋼種の一部として規定されています。また、以下の名称でも知られています。[3]
- 4301-304-00-IおよびX5CrNi18-9、 ISO 15510 の名前と指定。
- 統一番号体系におけるUNS S30400。
- 米国以外では、ファスナーに関するISO 3506に準拠したA2ステンレス鋼。[4]
- 業務用食器およびファスナー業界では、 18/8および18/10ステンレス鋼 (18-8 および 18-10 とも表記) が使用されます。
- SUS304は日本のJIS G4303相当グレードです。
- 1.4301、EN 10088に相当。[5]
- 06Cr19Ni10およびISC S30408は、中国の GB/T 20878 および GB/T 17616 命名法で同等です。
- 08Kh18N10および03Kh18N11は、 GOST命名法の 403 および 403L に相当します。
化学組成
| 標準 | AISI ( UNS ) | C , ≤ | Si , ≤ | Mn , ≤ | P , ≤ | S , ≤ | Cr | ニ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A276/A276M | 304（S30400） | 0.08 | 1.00 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 18.0～20.0 | 8.0～11.0 |
耐食性
304ステンレス鋼は、幅広い大気環境および多くの腐食性媒体に対して優れた耐性を備えています。高温塩化物環境では孔食および隙間腐食が発生し、約60℃（140°F）を超えると応力腐食割れが発生します。常温で塩化物濃度が約400mg/Lまでの水中では孔食に対する耐性があると考えられており、60℃では約150mg/Lまで低下します。
304ステンレス鋼は、常温では黄鉄鉱の酸化によって放出されるチオ硫酸アニオン（酸性鉱山排水に見られるような）に対して非常に敏感であり、酸化にさらされた黄鉄鉱や硫化物に富む粘土材料と密接に接触すると、深刻な孔食問題を引き起こす可能性があります。[要出典]
より厳しい腐食条件では、304 ステンレス鋼が塩化物による孔食や隙間腐食、あるいは酸性用途での一般腐食に対して敏感すぎる場合、通常は316ステンレス鋼に置き換えられます。304 および 302 ステンレス鋼は、石油やガス掘削装置などの熱帯の塩水条件で使用すると、塩化物応力破壊を起こしやすくなります。316 ステンレス鋼は、これらの条件に適した合金です。
機械的特性
304ステンレス鋼は熱処理ができませんが、冷間加工によって強化することができます。焼鈍状態では最も強度が低く、完全硬化状態では最も強度が高くなります。引張降伏強度は210～1,050 MPa（30,000～153,000 psi）の範囲です。
密度は7,900 kg/m 3 (0.286 lb/cu in)で、弾性率は183～200 GPa (26.6 × 10 6～29.0 × 10 6 psi)である。[7]^^
アプリケーション
304ステンレス鋼は、食品加工機器、ねじ、[4]、機械部品、調理器具、排気マニホールドなど、様々な家庭用および産業用用途に使用されています。また、建築分野では、水や火などの装飾品、さらには気化器のコイル材としても広く使用されています。
初期のSpaceX StarshipはSAE 301ステンレス鋼を使用して建造されましたが[8] 、 SN7テストタンク[9]と2020年のStarship SN8ではSAE 304Lに切り替えられました[10]。
ミズーリ州セントルイスのゲートウェイアーチの外装には304ステンレス鋼が使用されました。 [11] [12]
炭素含有量
304、304H、304Lはいずれもクロムとニッケルの公称含有量が同じで、耐食性、加工性、溶接性も同じです。304、304H、304Lの違いは炭素含有量で、それぞれ0.08%未満、0.1%未満、0.035%未満です（UNS規格のS30400、S30409、S30403も参照）。304には、H（高炭素）とL（低炭素）の2種類のバリエーションがあります。
304H (UNS S30409) の炭素含有量は 0.04～0.10% に制限されており、最適な高温強度が得られます。
304L（UNS 30403）の炭素含有量は最大0.035%に制限されており、溶接時の鋭敏化を防止しています。鋭敏化とは、ステンレス鋼が約480～820℃（900～1,500°F）の温度にさらされた際に、粒界に沿ってクロム炭化物が形成されることです。その後のクロム炭化物の形成は粒界に沿った耐食性の低下につながり、304が耐食性を有すると予想される環境において、ステンレス鋼は予期せぬ腐食を受けやすくなります。この粒界腐食は粒界腐食として知られています。[13]
304（UNS 30400）の炭素含有量は最大0.08%に制限されており、腐食性溶液を扱うタンクやパイプなど、溶接が必要な腐食性用途には適していません。そのため、304Lが推奨されます。炭素含有量の下限が定められていないため、最適な強度が求められる高温用途には適していません。そのため、通常は304Hが推奨されます。そのため、304は通常、溶接が不要な部品に加工される棒材、またはキッチンシンクや調理器具など、溶接されない製品に成形される薄板材に限定されます。
炭素含有量は常温強度に大きく影響するため、304Lの規定最小引張特性は304よりも34 MPa（5,000 psi）低くなります。しかし、窒素も常温強度に大きく影響するため、少量の窒素を添加すると、304と同じ引張強度を持つ304Lが生成されます。そのため、実質的にすべての304Lは、304/304Lの二重認証として製造されており、304Lの最小炭素含有量を満たし、304の最小引張強度も満たしています。[14] [全文引用必要]
参照
参考文献
- ^ SAE 304 ステンレス鋼のデータシート Archived 2012-07-23 at the Wayback Machine。
- ^ “アーカイブコピー”. 2016年8月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年6月20日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク) - ^ 「国際規格ISO 15510:2010に記載されているステンレス鋼種。他の重要な規格における類似組成の鋼種の比較表示。（鋼構造の種類別、およびISO名称の中間3桁のコード順に記載）」（PDF）国際ステンレス鋼フォーラム. 2023年3月10日閲覧。
- ^ ab 「ステンレス鋼ファスナー」。オーストラリアステンレス鋼開発協会。2007年9月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年8月13日閲覧。
- ^ "X5CrNi18-10 | 1.4301 – 詳細はこちら". Materials Processing Europe .
- ^ AISI SAE 304ステンレス鋼の特性 Archived 2020-08-20 at the Wayback Machine。
- ^ MIL-HDBK-5J .米国国防総省.2003年1月31日.p.2-222.
- ^ Wall, Mike (2020). 「SpaceXのスターシップはまもなく異なる素材で作られる」space.com . 2020年6月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年5月30日閲覧。
- ^ Greenwood, Matthew (2020年8月22日). 「SpaceXのStarship Vehicle、初のテスト飛行を成功」. engineering.com . 2021年7月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年5月30日閲覧。
- ^ Ali, Areeb (2020年10月28日). 「SpaceXのスターシッププロトタイプSN8のテスト飛行は興奮間違いなし」The Wire . 2021年6月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年5月30日閲覧。
- ^ オファー、デイブ (1968年5月26日). 「セントルイスのHHHが高貴なゲートウェイ・アーチを奉納し歓迎」(PDF) .ハートフォード・クーラント. p. 12A. 2011年9月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年1月6日閲覧。
- ^ 「ゲートウェイ・アーチ、セントルイス」2015年7月6日。
- ^ admin (2021-10-12). 「粒界腐食とはどういう意味か」 . 2021年10月14日閲覧。
- ^ “304、304H、304Lのチップを簡単に区別する方法”. Younglee Metal Products Co. 2017年9月1日. 2018年4月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年12月5日閲覧。
