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オーステナイト系ステンレス鋼についての概要、用途、原理などをご説明します。また、オーステナイト系ステンレス鋼のメーカー26社一覧や企業ランキングも掲載しております。オーステナイト系ステンレス鋼関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:日本冶金工業株式会社、2位:阪和工材株式会社、3位:秋山精鋼株式会社となっています。
オーステナイト系ステンレス鋼 (英: Austenitic stainless steel) とは、ステンレスの中でも常温でオーステナイト (鉄以外の元素が溶け込んだ固溶体) を有する合金の総称です。
主成分として鉄以外にクロムやニッケルを含み、クロム・ニッケル系ステンレス (英: nickel-chromium stainless steel) に分類されます。鋼種によって組成は異なりますが、オーステナイト構造を安定させるニッケルを含むことが特徴です。ステンレス鋼種の中でも最も一般的に用いられている材料で、総生産量は全てのステンレス鋼のうち約60%を占めていると言われています。
オーステナイト系ステンレス鋼の代表例であるSUS304は、非常に広範な用途に用いられます。SUS304にモリブデンが添加されたSUS316なども、高い耐食性を有する合金です。
鋼種にもよりますが、通常は磁性を持たず、耐食性が高いため、幅広く使用されています。外部の温度環境によって強度の低下が起こりにくく、溶接や塑性加工に優れており、建築材やプラント設備などの過酷な条件下や信頼性が必要となる場所でも利用可能です。
標準的なSUS304以外にも、加工硬化が発生しにくいSUS305や耐食性が向上したSUS316なども広く用いられています。
オーステナイト系ステンレス鋼は靭性や延性に優れ、冷間加工やプレス成形に適しています。溶接性が良く、熱処理で高い硬度を示し、ステンレス鋼の中で最も耐食性が優れています。
基本的には磁性がありません。磁性を持たない理由は、結晶構造が面心立方格子 (英: face-centered cubic) であるためです。塑性加工を行った際などに加工箇所の構造がマルテンサイト (英: martensite) に変態すると、稀に磁性を持つ可能性があります。
焼き入れによる強度の増加が見込めない材料ですが、固溶化熱処理・安定化処理・焼きなましによって物性を変化できます。固溶化熱処理はほぼ全てのオーステナイト系ステンレスに実施される処理であり、高温に加熱した後に急冷すると鋭敏化の抑制・耐食性の向上・加工硬化の除去などが可能です。
主にオーステナイト系ステンレス鋼は、クロム・ニッケル・カーボン・マンガン・モリブデン・窒素・銅などの成分で構成されています。シリコン・リン・硫黄・チタン・ニオブ ・コバルトなどの微量元素を含むものも存在します。
ステンレス鋼の金属結晶構造は、常温でオーステナイトの形を取っています。純鉄がオーステナイトの形を取るのは高温に限定され、常温の場合にはフェライト組織です。クロムを純鉄に添加すると安定化によってオーステナイトが存在できる最低温度が約830°Cになります。
フェライト形成元素とは、クロムのようにフェライトの安定存在温度領域を大きくする成分のことです。クロム含有量が7%以上になるとオーステナイトの安定存在温度領域は小さくなり、クロム含有量の増加に伴って徐々に領域が消えていきます。
ニッケルなどのオーステナイトの安定存在温度領域を広げる成分は、オーステナイト形成元素と呼ばれます。純鉄にニッケルを添加していくと少しずつオーステナイトの存在温度領域が大きくなっていき、ニッケル含有量が30%に達するとオーステナイトが存在できる最低温度は約500°Cになります。
一般的にカーボンの割合は極めて低く、0.08%未満です。0.03%未満の低炭素グレードでは、溶接中の炭化物析出を抑えられるため、粒界腐食のリスクが軽減されます。
オーステナイト系ステンレス鋼は構成元素にニッケルやクロムなどを含有しており、その他のステンレスと比較して高い耐食性を有します。
代表的な鋼種であるSUS304では、孔食や粒界腐食などの局部腐食が問題となる場合がありますが、添加物の量や種類を変えることで対応可能です。具体的には炭素含有量が0.03%以下のSUS304Lやモリブデンを添加したSUS316などは、SUS304と比較して高い耐食性を有します。
オーステナイト系ステンレス鋼には次のような長所と短所があり、選ぶ際には注意が必要です。
オーステナイト系ステンレス鋼を選ぶメリットは幅広い環境下で耐腐食性に優れている点です。高温でも高い強度を維持し、湿度の高い空気中でもあまり酸化しません。延性が高く、溶接や成形もしやすいです。
ニッケルなどの合金成分が使われているため、コストが高くなります。特定の条件下で応力腐食割れ (英: Stress Corrosion Cracking) が生じやすく、摩耗やかじりに対する耐性も低いです。他のステンレス鋼と比較すると強度がやや低く、力を加えると硬くなるため、機械加工も難しいです。
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 日本冶金工業株式会社 |
18.8%
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| 2 | 阪和工材株式会社 |
12.5%
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| 3 | 秋山精鋼株式会社 |
12.5%
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| 4 | 日鉄ステンレス株式会社 |
12.5%
|
| 5 | 三興鋼材株式会社 |
6.3%
|
| 6 | 渡辺金属株式会社 |
6.3%
|
| 7 | 伊藤忠丸紅特殊鋼株式会社 |
6.3%
|
| 8 | アラヤ特殊金属株式会社 |
6.3%
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| 9 | 中島特殊鋼株式会社 |
6.3%
|
| 10 | 大同特殊鋼株式会社 |
6.3%
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