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ステンレスの材料について

ステンレスの材質について

ステンレス
ステンレスは、鉄をベースに、クロム・ニッケル等を混ぜた合金です。
クロムなどにより、表面に強い酸化皮膜(不動態皮膜)ができることで、腐食に強い金属となります。

よく「錆びない」と思われがちですが、永久的に錆びないというわけではなく、「錆びにくい」鋼なのです。
鉄のような赤錆にはなりませんが、条件・環境により様々な腐食を起こします。
材質記号では、SUS(サス)と表記します。その後ろに3桁の番号等をつけて鋼種を区別します。
JIS規格だけでも200以上の種類がありますが、一般的に入手出来るものは、ごく数種類です。
多くは用途に応じて造られている「専用鋼種」なのです。
質量は鋼種によって異なりますが、おおよそ7.7~8です。
SUS304が、比重7.93ですので、鉄の重さとほぼ同じです。板厚1mmで1mx1mの板の重さが、7.93になります。
「比重8」と覚えておけば、材料の重量をはかる際、体積を計算して8倍すれば、大体の重量がだせます。
鉄より強度があるため薄い(細い)材料を使って強度を得ることができます。

ステンレス製品が高価であるのは、材料費が鉄に比べ高いことの他に、加工の難しさが関わっています。
鉄(軟鋼)により硬く、靭性(ねばり)があるため、切断や削り・曲げなどの加工に、強く正確な機械の力や刃物の硬さなどが重要になります。
耐熱温度は、700~800℃が目安です。熱膨張率が大きいので、熱歪みを抑える加工方法の工夫が非常に重要になります。

ステンレスの特徴

特性
他材料と比べたときの特徴
意匠性
圧延肌、研磨による表面仕上げ(鏡面、ヘアライン等)、発色・着色の各種表面性状が選べるので、仕上げ材を兼ねた仕様に出来る。
耐久性・耐食性
耐食性が高い。長寿化やメンテナンスフリーの建物に使用可能

代表的なステンレスの鋼種

通常、ステンレスというと、この鋼種を指すことが多く当社でも鋼種の指定がない場合は、SUS-304を使用しています。
クロム18%、ニッケル8%を含んでおり、この含有率(%)を表した、18-8ステンレスと呼ばれているものです。

耐食性・耐熱性が高く、最も使用されているステンレスと言われています。板、パイプ、アングル、丸棒など様々な形状の材料に加工がしやすいのが特徴です。
しかし、塩素や酸の強い環境では腐食が起こります。溶接の熱影響を受けた部分が、腐食割れをおこすこともあります。

SUS-XM7とはSUS-304の次によく使われている材料で、クロム18%+ニッケル8%+銅3%含まれています。
SUS-304に銅(Cu)を添加することによって加工硬化性を抑え、冷間加工しやすくしたステンレス鋼です。


「XM7」というのは当時の開発中の通称で、性能がとても良いため「XM7」で市場に広く出回りました。
1977年にJIS認定される際、そのまま「SUSXM7」という名前が採用されました。

SUS304とSUSXM7の比較

材料(銅種)の選択をする際は
耐久性材料の腐食と強度の関係 材料の加工状の難易 を比較する事が重要です。
銅種 SUS304 SUSXM7
主成分 クロム18%、ニッケル8% クロム18%、ニッケル10%、銅3%
引張強さ 53~68kgf/mm2 45~60kgf/mm2
冷間加工硬化 加工硬化性大 加工硬化性改善、冷間圧造強化作用
磁性 弱磁性 非磁性
耐食性 良好 良好
用途 強度中心としてボルト、ナット+、-ねじ 特殊ボルト、非磁性+小ねじ木ねじ
非磁性+字穴付タッピングねじ
銅種記号 SUS304 SUSXM7
炭素(C) 0.08以下 0.08以下
ケイ素(Si) 1.00以下 1.00以下
マンガン(Mn) 2.00以下 2.00以下
リン(P) 0.045以下 0.045以下
硫黄(S) 0.030以下 0.030以下
ニッケル(Ni) 8.00~10.50 8.00~10.50
クロム(Cr) 18.00~20.00 17.00~19.00
銅(Cu) 3.00~4.00
銅種記号 SUS304 SUSXM7
耐力 21kgf/mm2以上(206N/mm2) 18kgf/mm2以上(177N/mm2)
引張強さ 53kgf/mm2以上(520N/mm2) 49kgf/mm2以上(481N/mm2)
伸び 40%以上 40%以上
絞り 60%以上 60%以上
硬さ HB187以下、HRB90以下、HV200以下 HB187以下、HRB90以下、HV200以下

性状区分

ステンレス鋼製耐食ねじ部分の機械的性質については、JISB1054=1985に規定されています。
この規定はオーステナイト系、フェライト系及びマルテンサイト系のステンレス鋼を用いて製造したボルト、小ねじ、ナット等の耐食ねじ部品の性状区分並びに機械的性質とその試験、検査及び表示についても規定されています。
以下は一番多く使用されているオーステナイト系とフェライト系、マルテンサイト系について主要点を抜粋したものです。

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