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ステンレス鋼の機能と用途

Posted by: castingdie 2021-07-23 ステンレス鋼の機能と用途 はコメントを受け付けていません


ステンレス鋼耐食性要素
全ての金属は大気中の酸素と反応して表面に酸化膜を形成する。 残念なことに、通常の炭素鋼上に形成された酸化鉄は酸化し続け、錆は膨張し続け、最終的には孔を形成する。 炭素鋼の表面は、電気メッキコーティングまたは亜鉛、ニッケルおよびクロムのような耐酸化性金属によって保護することができる。 しかしながら、知られているように、この保護は単なるフィルムである。 保護層が損傷すると、金属が錆び始める。
クロムは、ステンレス鋼の耐食性を得るための必須要素である。 鋼中のクロム含有量が約12%に達すると、腐食性媒体中の酸素にクロムが作用し、鋼表面に非常に薄い酸化膜(自己パッシベーション膜)が形成される。 これは、鋼製基材のさらなる腐食を防止する。 ステンレス鋼の腐食防止構造および性能要件の様々な要求を満たすために、クロムに加えて、一般的に使用される合金化元素は、ニッケル、モリブデン、チタン、タンタル、銅、窒素などである。

耐熱性
耐熱性とは、ステンレス鋼が高温下で優れた物理的および機械的特性を保持することを意味する。 炭素効果:炭素は、オーステナイト系ステンレス鋼中のオーステナイトを強く形成し、安定化させ、オーステナイト領域の元素を膨張させる。 炭素がオーステナイトを形成する能力は、ニッケルの約30倍である。 炭素は固溶強化によってオーステナイト系ステンレス鋼の強度を著しく高めることができる格子間元素の一種である。 炭素はまた、高濃度の塩化物(例えば、42%MgCl 2沸騰溶液)中のオーステナイト系ステンレス鋼の応力および耐食性を改善する。

しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼では、炭素は一般に有害な元素と考えられている。これは主に、ステンレス鋼の耐食性の特定の条件(例えば、450〜850℃での溶接または加熱)下で、炭素が鋼中にクロムを有する高クロムCr 23 C 6型炭素化合物を形成することができるためである。その結果、クロムの一部が枯渇し、鋼の耐食性、特に耐粒界腐食性が低下する。したがって、 1960年代以来、新たに開発されたクロム – ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼は、超低炭素タイプの0.03%または0.02%以下の炭素含有量を有する。炭素含有量が減少すると、鋼の粒界腐食感受性が低下することが分かる。炭素含有量が0.02%未満である場合、最も明白な効果が得られる。 いくつかの実験では、炭素はオーステナイト系ステンレス鋼クロムの孔食傾向を増加させることも指摘している。炭素の有害な影響のために、オーステナイト系ステンレス鋼精錬プロセスにおいて可能な限り低い炭素含有量を制御するだけでなく、さらに、その後の加熱、低温処理および熱処理中にステンレス鋼表面の炭化が防止され、炭化クロムの析出が回避される。

化学組成
ステンレス鋼の耐食性は、炭素含有量が増加するにつれて減少する。 したがって、ほとんどのステンレス鋼は炭素含有量が低く、鋼によっては0.03%(例えば00Cr12)ではなく、より低いwCを有するものもある。 ステンレス鋼の主な合金元素はCrである。 鋼は、Cr含有量がある値に達したときにのみ耐食性である。 従って、ステンレス鋼は典型的に13%wCrを超える。 ステンレス鋼はまた、Ni、Ti、Mn、NおよびNbのような元素を含有する。 ステンレス鋼は、通常、マルテンサイト鋼、フェライト鋼、オーステナイト鋼などの組織の状態に応じて分類される。 さらに、クロムステンレス鋼、クロムニッケルステンレス鋼およびクロムマンガン窒素ステンレス鋼に分けることができる。

1、フェライト系ステンレス鋼:
12%〜30%のクロムを含む。 耐食性、靭性および溶接性はクロム含量の増加と共に増加し、塩化物応力腐食に対する耐性は他のタイプのステンレス鋼より優れている。 Cr17、Cr17Mo2Ti、Cr25、Cr25Mo3Ti、Cr28等がこのカテゴリーに属する。 フェライト系ステンレス鋼は、高いクロム含有量により高い耐食性および耐酸化性を有するが、その機械的特性および加工特性は劣る。 これは主に耐酸性構造および耐酸化性鋼に使用され、応力耐性がより低い。 この鋼は、大気および塩水の腐食に対して耐性であり、高温耐酸化性を有し、熱膨張係数が小さい。 それは食品工場設備および高温部品の製造にも使用されています。 ガスタービン部品として。

2.オーステナイト系ステンレス鋼:
クロム含有量は18%を超え、また、ニッケルおよびモリブデン、チタン、および窒素などの少量の元素を約8%含む。
全体的な性能が良好で、さまざまなメディア腐食に対する耐性があります。 よく使用されるオーステナイト系ステンレス鋼のグレードには、1Cr18Ni9および0Cr19Ni9が含まれる。 0Cr19Ni9鋼のwCは0.08%未満であり、鋼番は「0」とマークされている。 この鋼は、鋼を室温でオーステナイト化させる多量のNiおよびCrを含有する。 このスチールは、良好な塑性、靱性、溶接性および耐食性を有し、酸化および還元媒体の両方において良好な耐食性を有する。 これは、耐腐食性容器や機器部品などの耐酸性機器や搬送パイプの製造に使用されます。 オーステナイト系ステンレス鋼は、通常、溶体化処理され、1050〜1150℃に加熱された後、水冷されて単相オーステナイト組織が得られる。

3.オーステナイト – フェライト系二相ステンレス鋼:
これは、オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の利点を超塑性と組み合わせたものです。 オーステナイトとフェライトはステンレス鋼の約半分です。 C含有量が低い場合、Cr含有量は18〜28%であり、Ni含有量は3〜10%である。 いくつかの鋼はまた、Mo、Cu、Si、Nb、TiおよびNのような合金元素を含む。これらの鋼は、オーステナイトおよびフェライト系ステンレス鋼の特性を併せ持つ。 フェライトと比較して、それはより高い塑性および靱性を有し、室温で脆さがなく、粒界腐食および溶接性に対する耐性が著しく改善される。 同時に、フェライト系ステンレス鋼の脆性および高い熱伝導率を475℃に維持し、超塑性を有する。 それらは、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて、高い強度と耐粒界腐食性および耐塩化物応力腐食耐性を有する。 デュプレックスステンレス鋼は耐孔食性に優れ、ニッケルステンレス鋼でもあります。

4、マルテンサイト系ステンレス鋼:
高強度であるが、可塑性および溶接性が悪い。 高い炭素含有量に起因して、一般的に使用されるマルテンサイト系ステンレス鋼は、1Cr13,3Cr13等である。 そのため、強度、硬度、耐摩耗性は向上しますが、耐食性が低下します。 高い機械的性能要件を適用すると、一般的な耐食性は、ばね、タービンブレード、および油圧弁などのいくつかの部品を必要とする。 この鋼は急冷および焼戻し後に使用される。

5、析出硬化ステンレス鋼:
良好な成形性と良好なはんだ付け性を有する。 原子力、航空宇宙、航空宇宙産業の超高強度材料に適しており、Cr系(SUS400)、Cr-Ni系(SUS300)、Cr-Mn-Ni(SUS200)、析出硬化系(SUS600)に分類されます。
200シリーズ – クロム – ニッケル – マンガンオーステナイト系ステンレス鋼
300シリーズ – クロムニッケルオーステナイト系ステンレス鋼
301 – 成形品は良好な延性を有する。 機械で硬化させることもできます。 良好な溶接性。 耐摩耗性と疲労強度は304ステンレス鋼より優れています。
302 – 耐食性は304と同じです。 比較的高い炭素含有量のため、強度はより良好である。
303 – 少量の硫黄とリンを加えることで簡単にトリムできます。
304 – すなわち18/8ステンレス鋼。 GBの評価は0Cr18Ni9です。
309 – 304より耐性があります。
316-後304、  2番目に広く使用されている鉄鋼グレードです。主に食品産業や外科用機器に使用され、モリブデン元素を添加して腐食に耐性のある特定の構造を得ています。304よりも塩化物腐食に対する耐性が優れているため、 SS316は、通常、核燃料回収装置に使用されています。
321 – チタンの添加が材料の溶接腐食のリスクを低減することを除いて、他の特性は304
シリーズ400 – フェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼
408 – 良好な耐熱性、弱い耐食性、11%のCr、8%のNi。
409 – 自動車の排気管として一般的に使用される最も安価なモデル(イギリスとアメリカ)は、フェライト系ステンレス鋼(クロム鋼)です。
410マルテンサイト(高強度クロム鋼)、良好な耐磨耗性、耐腐食性に劣る。
416 – 硫黄を添加すると、材料の加工性が向上する。
420- "Leave-grade"マルテンサイト鋼は、ブリネル高クロム鋼と同様に、最初のステンレス鋼です。 手術器具にも使われ、非常に明るくできます。
430フェライト系ステンレス鋼、例えば自動車付属品用の装飾品。 良好な成形性が得られるが、耐熱性および耐食性に劣る。
440 – 炭素含有量がやや高い高強度切削工具鋼。 適切な熱処理の後、最も硬いステンレス鋼の1つである58HRCの硬度で、より高い降伏強度を得ることができる。 最も一般的なアプリケーションの例は、「かみそりの刃」です。 一般的に使用されるモデルには、440A、440B、440C、440F(処理しやすい)の3種類があります。
500シリーズ – 耐熱クロム合金鋼。
600シリーズ – マルテンサイト析出硬化ステンレス鋼。
630 – 最も一般的に使用される析出硬化ステンレス鋼のモデルで、一般に17-4とも呼ばれ、17%のCr、4%のNi

ステンレス鋼は、通常、以下のマトリックス構造に分割される:
     1、フェライト系ステンレス鋼。
クロム12%~30%。 耐食性、靭性および溶接性はクロム含量の増加と共に増加し、塩化物応力腐食に対する耐性は他のタイプのステンレス鋼より優れている。
     2、オーステナイト系ステンレス鋼。
クロム含有量は18%を超え、約8%のニッケルおよび少量のモリブデン、チタンおよび窒素を含む。 全体的な性能が良好で、さまざまなメディア腐食に対する耐性があります。
     3オーステナイトフェライト系二相ステンレス鋼。
これは、オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の利点を超塑性と組み合わせたものです。

ステンレス表面処理グレード

オリジナル:NO.1
熱間圧延後、表面をアニールし、酸洗する。 冷間圧延材、工業用タンク、化学装置、厚さ2.0MM-8.0MMに一般的に使用されます。

平滑面:NO.2D
冷間圧延後の熱処理、酸洗い。 素材は柔らかく、表面は銀白色で、自動車部品や水道管などの深絞り加工に使用されます。

マット面:NO.2B
冷間圧延後、表面に適度な明るさを与えるために、熱処理、酸洗いおよび仕上げ圧延が用いられる。 滑らかな表面のため、再研削して表面をより明るくすることは容易であり、食器類、建材などに広く使用されています。 表面処理後、機械的特性が改善され、ほぼすべての用途が満足される

粗い砂NO.3
生成物を100~120の研磨ベルトで粉砕した。 不連続な粗いパターンで光沢がよくなります。 内装材、外装材、電気製品、厨房機器などに使用されます。

#320
洗練された製品、No. 320研削ベルト。 より良い光沢を持ち、不連続な荒い模様を持ち、ストライプはNO.4よりも薄い。 バスルーム、内外装材、電気製品、厨房機器、食品機器に使用されます。

粉砕:
HLNO.4は、適当な大きさの研磨ベルト(細分番号150-320)を連続的に研削することによって製造される。 建築装飾、エレベーター、ドア、建築パネルなどに主に使用されます。

シャイニング:BA
冷間圧延後、光輝焼鈍を行い、扁平状の製品を得る。 優れた表面光沢と高い反射率。 鏡のように。 家電、鏡、厨房機器、装飾材料などに適しています。