SUS316,SUS316Lとは?

SUS316とは？

SUS316は、SUS304にモリブデンを加えたもので耐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼です。また、SUS316Lは炭素を減らすことで更に耐食性を向上させた材質です。両材質とも高機能な工業品に多用されています。

 

 

SUS316の用途

SUS316は、SUS304では耐食性が不足する用途に使用されます。特に海水には強く、塩素を含む液体や腐食性流体の配管やバルブなどに使用されます。船舶や融雪剤が問題となる用途などにも適しています。

 

SUS316の強度

引張強さは、SUS316で、520MPa以上（※１）となっています。SUS316Lでは、炭素量が少ないため若干下がり、480MPa以上となっています。両者とも耐力は低いので注意が必要です。オーステナイト系ステンレス鋼は、加工硬化によって強度が大幅に上がりますが、その反面、鍛造加工性はよくありません。その中でもSUS316Lは、加工硬化しにくい鍛造のボルトなどにも使用されています。

※１：JIS G4303 ステンレス鋼棒

 

SUS316の耐熱性

SUS316の使用温度限界は明確に決まっているわけではありません。SUS316はMoが添加されているので、SUS304よりも高温強度が高くなっています。

温度とともに強度や、耐クリープ性が低下しますので、使用する部品の負荷の設計時に考慮する必要があります。許容応力については、その部品への要求事項によって考慮すべきですが、圧力容器については、「JIS B8265　圧力容器の構造ー一般事項」に許容値の記載があります。

SUS316は、450℃～850℃の温度で長時間加熱されると鋭敏化（※）を起こし耐食性が悪化しますので、腐食性環境の場合はこの温度範囲で使用してはいけません。したがって、SUS316機械部品としてほとんど心配なく使える範囲としては、おおよそ450℃程度と考えると良いかと思います。

SUS316Lの場合は、炭素が少ないのでクロム炭化物によるクロム欠乏が起こりにくく、鋭敏化が問題になることはほとんど無くなります。金属ベローズ管（フレキシブルチューブ）では、SUS316Lのものは使用温度600℃以下と規定されていることが多いです。（SUS304は450℃以下）

600℃以上でも使えないことはありませんが、クリープ強度が急激に低下しますので、使用中の変形を考慮に入れる必要があります。

低温については、低温脆性の心配もないので、極低温（液体窒素：-196℃）でも使用可能です。（下記、磁性の項参照）

※鋭敏化：クロム炭化物が析出することによって母材のクロムが欠乏（13％以下）し、粒界腐食や粒界型の応力腐食割れを起こしやすくなる現象

 

SUS316の熱伝導性

鉄鋼材の熱伝導率が50W/m・K前後、アルミニウム合金が120～200W/m・K程度であるのに対し、SUS316の熱伝導率は、16.3W/(m・K)と低くなっています。切削加工では、刃先の温度が上がりやすいので、加工速度が上げられなかったり、ツールの持ちが悪くなったりします。SUS316はMoの影響でさらに被削性が悪くなります。

 

SUS316の耐食性

SUS316に添加されているMoは、不動態皮膜を修復する力を高めるので、SUS304より耐食性に優れます。不動態皮膜が破壊されると、その部分に局部電池が形成され、局部的に腐食が進行する、孔食が起こります。孔食は、外部から発見しにくいので突然破壊が起こる危険が高いため、塩素の存在する環境では、SUS304より、SUS316を選択すべきです。SUS316では、粒界応力腐食割れの心配がありますが、炭素を減らすことでこのリスクを減らしたのが、SUS316Lです。粒界応力腐食割れは、溶接した場合にも起こりますので、溶接する場合は特にSUS316Lの方を選択したほうが良いです。

 

SUS316の表面処理

SUS316は、通常は表面処理無しで使用しますが、不動態皮膜を緻密にして耐食性を高めたい場合は、パシベート処理（不動態化処理）を行います。

パシベート処理は、硝酸などで、表面に付着した異物などを除去し平滑にする働きもあるため、より腐食に強くすることができます。

 

SUS316の価格

SUS316は、Moなどの元素が入っているためSUS304よりも高価になります。

成分の違いよりも、SUS304に比べてSUS316の流通量はかなり少ないことの方が価格に影響しているようです。SUS304よりも3～5割程度高価に設定されていることが多いようです。加工品になるとSUS316の方が高級品扱いされていることもあり、更に価格差が開くものが多くなります。

SUS316LはSUS316の1割程度高価になります。厳密に区別されていないことも多く、SUS316で注文してもSUS316L材であることもあります。（逆は無し）取引量や取引形態による違いの方が影響大なので、上記はあくまで参考です。

 

他の材料との使い分け

 

耐熱性を高めたい

SUS316より耐熱性の高い材質としては、下記があります。

 

SUS321

チタンの添加によって安定化され、鋭敏化を防ぎ、粒界腐食が起こりにくい材質です。

 

SUS310S

耐熱ステンレス鋼と呼ばれる材質で、クロムとニッケルの含有が多くなっています。ジェットエンジンやガスタービンなどに使用されます。

 

ニッケル合金

更に耐熱性、耐食性を高めたい場合は、ハステロイ、インコネル、インコロイ、モネルなどの商標名を持つニッケル合金があります。

 

SUS316まとめ

SUS316は、孔食などの耐食性がSUS304より優れ、SUS316Lは更に粒界応力腐食割れにも強いので、SUS304では問題となる用途に向いています。

価格は高いので流体や使用環境に応じて選定しましょう。

 

製造可能材料

鉄、ステンレス、アルミなどの一般材からレアメタルまで幅広く加工可能です。
板厚0.05㎜~4㎜前後までが加工可能範囲となります。

 

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