ステンレス鋼の中には、なぜ他の鋼種より高価で長持ちするものがあるのでしょうか。201ステンレス鋼と304ステンレス鋼を比較し、成分、品質、用途の違いを明らかにします。ニッケルやクロムの含有量などの要素が、ステンレス鋼の耐食性や様々な環境への適合性にどのような影響を与えるかを学び、プロジェクトに十分な情報を提供した上で選択できるようにしましょう。
ステンレス鋼201と304の主な違いは以下の通りである:
鋼種 | C | Si | ムン | P | S | Cr | ニー | モ | 銅 |
AISI(304) | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.03 | 18 | 20 | 8 | 10 |
AISI(201) | ≤0.15 | ≤1.00 | 5.5-7.5 | ≤0.05 | ≤0.03 | 16 | 18 | 3.5 | 5.5 |
の二面性 ステンレス・カーボン
炭素は工業用鋼の主要元素のひとつである。鋼の特性と構造は、その中の炭素の形によって大きく左右される。
ステンレス鋼では、炭素の影響が極めて大きい。ステンレス鋼の構造に及ぼす炭素の影響は、主に次の2つの側面で現れる。
一方、炭素は安定させる元素である。 オーステナイト と大きな効果を持つ(ニッケルの約30倍)。一方、炭素とクロムの親和性が高いため、クロムと一連の複合炭化物が形成される。
したがって、強度と耐食性の観点から、ステンレス鋼における炭素の役割は矛盾している。この影響法則を理解することで、用途に応じて含有量の異なるステンレス鋼を選択することができる。
ステンレス鋼におけるニッケルの役割は、クロムと組み合わさって初めて発揮される。
ニッケルは優れた耐食性材料であり、鋼の重要な合金元素である。ニッケルは オーステナイト しかし、低炭素ニッケル鋼では、純粋なオーステナイト組織を得るためにはニッケル含有量が24%に達する必要があり、ニッケル含有量が27%に達して初めて、特定の媒体中での鋼の耐食性が著しく向上する。
したがって、ニッケルだけではステンレ ス鋼を構成することはできない。しかし、ステンレス鋼中にニッケルとクロムが共存すると、ニッケル含有ステンレス鋼は多くの貴重な特性を持つようになる。
上記の状況に基づき、ステンレス鋼の合金元素としてのニッケルの役割は、高クロム鋼の構造を変化させ、それによってステンレス鋼の耐食性と加工性能を向上させることである。
マンガンと窒素は、ステンレス鋼のニッケルに取って代わることができる。
オーステナイト鋼におけるマンガンの役割は、ニッケルと同様である。マンガンはオーステナイトの形成には寄与せず、むしろ鋼の臨界焼入れ速度を低下させ、冷却中のオーステナイトの安定性を高める。また、オーステナイトの分解を抑制するため、高温で形成されたオーステナイトを室温で保持することができる。
しかし、マンガンが鋼の耐食性を向上させる効果は限定的である。鋼中のマンガン含有量が0~10.4の範囲であっても、空気中や酸中での鋼の耐食性に大きな変化は生じない。これはマンガンが鉄系固溶体の電極電位を大きく上昇させず、形成される酸化皮膜の保護効果も低いためである。
したがって、オーステナイト鋼は工業的にマンガンと合金化することはできるが、ステンレス鋼として使用することはできない。鋼のオーステナイトに対するマンガンの安定化効果はニッケルの半分であり、2% 鉄鋼中の窒素 は、オーステナイトを安定化させるニッケルよりもさらに大きい。
ステンレス鋼にチタンとニオブを加えるのは、それを防ぐためだ。 粒界腐食.
モリブデンと銅は、ある種のステンレス鋼の耐食性を向上させることができる。
タイプ201は耐酸性に劣り、通常は屋内の乾燥した換気の良い場所で使用される。一方、タイプ304は耐酸性に優れ、一般に屋外や湿度の高い環境で使用される。