SUS403とは
SUS403とは、ステンレス鋼の1種で、マルテンサイト系に分類される代表的なステンレスです。
SUS410など、他のマルテンサイト系ステンレス中では耐食性は高い方ですが、オーステナイト系と比べると劣る傾向があります。そのため、室内など腐食の可能性が低い場所では問題なく使用できますが、屋外で雨ざらしになる場所、沿岸部など海水・潮風に触れる環境では錆びてしまうので、他のステンレスの使用が推奨されます。
SUS403の使用用途
SUS403は強度・耐摩耗性・耐熱性が必要となる環境下での使用や、一般機械部品・工具類など幅広く使用されているステンレス鋼です。
1. 一般機械部品
耐摩耗性が必要とされる部品、具体的にはタービンブレード、シャフト類、ブレーキディスク、ベアリング、ブラケット部品などが挙げられます。農業で使用される水中ポンプの主軸などの部品、噴霧器のノズルやその他部品、水道用バルブの弁棒などにも使われています。
2. 工具類
強度があるため、六角ボルトやナットなどのボルト類、タッピング、コーススレッドの素材として使われています。SUS304製のボルトと組み合わせるナットとして用いた場合、焼付防止やかじり防止効果があります。他にも万力や、建築現場の基礎工事で鉄筋の結束に使用するハッカーなど、ステンレス製の工具に用いられます。
3. その他
製造業などの工場で、清浄さが求められる場所や温度変化が大きい場所の備品として使用されています。例として、クリーンルームや冷凍庫内で使用するステンレスワゴンやステンレス棚、洗浄カゴが挙げられます。身近な例では包丁やナイフなど刃物、キッチンの換気扇フードにも使われています。
SUS403の性質
SUS403は汎用性が高く、耐熱性・耐摩耗性・高応力性に優れている特徴があります。約13％のクロムと0.15%以下の炭素を含みます。13クロムステンレス鋼とも呼ばれています。
構成成分の約80％が鉄であるため常に強い磁性を持つ特性があり、同時に炭素を豊富に含んでいるため、焼き入れ・焼き戻しを行うことで高硬度、高強度を得られる素材です。500℃まで加熱しても強度がほとんど低下しないほど熱に強いため、高温環境下において強度が必要とされる場合にも使用されます。
また、ニッケルを含むオーステナイト系ステンレスと比較して材料コストを低く抑えることができます。
SUS403のその他情報
1. マルテンサイト系ステンレスの特徴
SUS403を代表とするマルテンサイト系ステンレスの特徴を説明します。マルテンサイト系ステンレスにはSUS403以外にも、SUS410、SUS420J1、SUS420J2があります。炭素の含有量が多く、焼入れ焼き戻しにより、硬度、強度、耐摩耗性などの機械的物性を高めることができます。特に硬度はフェライト系、オーステナイト系と比較してマルテンサイト系が最も高いです。
一方で、炭素を多く含むことから、耐腐食性を向上させているクロムが炭化物になりやすく、これによりクロム酸化物の保護被膜に欠陥ができやすくなります。クロム炭化物の欠陥を起点とした腐食が起こりやすく耐食性は他のステンレスと比較して劣ります。また、マルテンサイト系ステンレスはすべて磁性を持ちます。
2. 熱処理
SUS403をはじめとするマルテンサイト系ステンレスは成形加工後に焼入れと呼ばれる熱処理を行うことが一般的です。焼入れによって、機械的物性、特に硬度が飛躍的に高まります。焼入れは980~1,050℃で行われ、30分ほど焼入れ温度に保持したのち、油冷、空冷します。この加熱から冷却の処理を焼入れといいます。
焼入れ後のステンレスは、さらに焼戻しと呼ばれる加熱処理が行われます。焼戻しは150〜200℃で保持後に空冷する低温焼き戻しと、600〜750℃で保持して急冷する高温焼戻しの2種類です。
焼入れ、焼戻しの処理により、マルテンサイト系ステンレスは、期待される物性を発現するようになります。