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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

SUS316、SUS316Lで問題がある場合は下記の材質が候補となります。

 

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。

冷間圧延鋼板 SPCC SPCD SPCE SPCG
ステンレス鋼板 SUS304.304L SUS316.316L SUS420 SUS430
溶融亜鉛メッキ鋼板 SGCC SGCD
電機亜鉛メッキ鋼板 SECC SECD SECE SECG
アルミ AL A5052 A1100 A1050 A6061
純銅 C1020(無酸素銅) C1100(タフピッチ銅) C1220(りん脱酸銅)
リン青銅 C5210 C5212 C5191 C5102
レアメタル モリブデン コバール インコネル タンタル

 

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