202 ステンレス鋼:特性と主要な用途
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202ステンレス鋼は、主に優れた耐腐食性と良好な機械的特性で知られるオーステナイト系ステンレス鋼に分類されます。一般的に、約17-20%の高いクロム含有量と約4-6%のニッケル含有量を特徴としています。これらの合金成分の追加により、酸化と腐食に対する耐性が顕著に向上し、成形性や溶接性も改善されます。
包括的概要
202ステンレス鋼は、強度、耐腐食性、外観の魅力の組み合わせが求められる用途でよく使用されます。その独特の組成により、さまざまな環境で構造的な一貫性を維持できるため、キッチン機器、建築用途、そして自動車部品の製造において人気のある選択肢となっています。
利点と制限
利点 | 制限 |
---|---|
優れた耐腐食性 | 304ステンレス鋼に比べて低い耐腐食性 |
良好な成形性および溶接性 | 塩素環境における応力腐食割れに対して敏感 |
304ステンレス鋼のコスト効果的な代替品 | 他のグレードに比べて高温強度が制限される |
明るい仕上げによる美的魅力 | 超低温用途には不適切 |
歴史的に、202ステンレス鋼は304ステンレス鋼のコスト効果的な代替品として注目を集めており、特にニッケル価格が変動する地域で人気があります。特にアジア市場では、消費財や建築要素の製造に一般的に使用されており、市場での地位は強固です。
別名、基準、同等品
基準機関 | 指定/グレード | 原産国/地域 | 備考 |
---|---|---|---|
UNS | S20200 | USA | 成分の違いはわずかで、AISI 304に最も近い |
AISI/SAE | 202 | USA | 304に比べて低いニッケル含有量で、コスト効果が高い |
ASTM | A240 | USA | ステンレス鋼板の標準仕様 |
EN | 1.4373 | ヨーロッパ | AISI 202に類似する特性 |
JIS | SUS202 | 日本 | 成分に若干の変動があり、AISI 202と同等 |
202と304などの同等品との違いは、主にニッケル含有量とそれに伴う耐腐食性にあります。202はより経済的ですが、非常に腐食性の高い環境では性能が劣る場合があります。
主要特性
化学組成
元素(記号) | 含有率範囲(%) |
---|---|
クロム(Cr) | 17.0 - 20.0 |
ニッケル(Ni) | 4.0 - 6.0 |
マンガン(Mn) | 7.0 - 9.0 |
炭素(C) | ≤ 0.15 |
シリコン(Si) | ≤ 1.0 |
リン(P) | ≤ 0.045 |
硫黄(S) | ≤ 0.03 |
クロムの主な役割は耐腐食性を向上させることであり、ニッケルは靭性と延展性を改善します。マンガンは強度に寄与し、オーステナイト構造を安定化させるのに役立ちます。
機械的特性
特性 | 状態/温度 | 典型的な値/範囲(メトリック - SI 単位) | 典型的な値/範囲(インペリアル単位) | 試験方法の基準 |
---|---|---|---|---|
引張強度 | アニーリング | 520 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
降伏強度(0.2%オフセット) | アニーリング | 210 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
延性 | アニーリング | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
硬度(ロックウェルB) | アニーリング | 80 - 90 HRB | 80 - 90 HRB | ASTM E18 |
衝撃強度(シャルピー、-20°C) | アニーリング | 40 - 60 J | 30 - 44 ft-lbf | ASTM E23 |
202ステンレス鋼の機械的特性は、中程度の強度と良好な延展性を必要とする用途に適しています。引張強度および降伏強度は、さまざまな機械負荷に耐えることを可能にし、延性は良好な成形性を示します。
物理特性
特性 | 状態/温度 | 値(メトリック - SI 単位) | 値(インペリアル単位) |
---|---|---|---|
密度 | 室温 | 7.93 g/cm³ | 0.286 lb/in³ |
融点 | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
熱伝導率 | 室温 | 16.2 W/m·K | 112 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
比熱容量 | 室温 | 500 J/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
電気抵抗率 | 室温 | 0.72 µΩ·m | 0.000012 Ω·in |
202ステンレス鋼の密度および融点は、高温用途に適していることを示していますが、熱伝導率と比熱容量はさまざまな工学用途での熱管理に効果的です。
耐腐食性
腐食性物質 | 濃度(%) | 温度(°C/°F) | 耐性評価 | 備考 |
---|---|---|---|---|
塩化物 | 0 - 3 | 20 - 60 (68 - 140) | 良好 | ピッティング腐食に敏感 |
硫酸 | 0 - 10 | 20 - 40 (68 - 104) | 不良 | 推奨されない |
酢酸 | 0 - 5 | 20 - 60 (68 - 140) | 良好 | 中程度の耐性 |
大気 | - | - | 優れた | 良好な耐性 |
202ステンレス鋼は、大気腐食および軽度の有機酸に対して良好な耐性を示しますが、塩素環境ではピッティングに敏感です。304ステンレス鋼に比較すると、塩素に対して優れた耐性を持つ304は、海洋用途や高塩素への曝露が多い環境には最適ではないかもしれません。
耐熱性
特性/限度 | 温度(°C) | 温度(°F) | 備考 |
---|---|---|---|
最大連続使用温度 | 800 | 1472 | 断続的使用に適している |
最大断続使用温度 | 870 | 1598 | 酸化耐性が限られている |
スケーリング温度 | 900 | 1652 | 高温でスケーリングのリスクあり |
高温では、202ステンレス鋼は強度を維持しますが、酸化する可能性があります。800°Cを超える連続使用には推奨しません。スケーリングと機械的特性の喪失があるためです。
加工特性
溶接性
溶接プロセス | 推奨フィラー金属(AWS分類) | 典型的なシールドガス/フラックス | 備考 |
---|---|---|---|
TIG | ER202 | アルゴン | 適切な技術で良好な結果 |
MIG | ER202 | アルゴン/CO2混合 | プレヒートが必要な場合がある |
スティック | E202 | - | 一般的には使用されない |
202ステンレス鋼は、一般的に標準的な技術を用いて溶接可能とされています。しかし、特に厚い部分では、亀裂を避けるために予熱が必要な場合があります。溶接後の熱処理は、溶接部の特性を向上させることができます。
機械加工性
加工パラメータ | 202ステンレス鋼 | ベンチマーク鋼(AISI 1212) | 備考/ヒント |
---|---|---|---|
相対的な加工性指数 | 60 | 100 | 中程度の加工性 |
典型的な切削速度(旋削) | 30 - 40 m/min | 60 - 80 m/min | カーバイド工具を使用 |
202ステンレス鋼の加工は、その作業硬化特性のために挑戦的です。最適な切削速度と工具が、望ましい表面仕上げと寸法公差を得るために不可欠です。
成形性
202ステンレス鋼は良好な成形性を示し、冷間および熱間成形プロセスに適しています。簡単に曲げたり、形を作ったりできますが、亀裂につながる過剰な作業硬化を避けるために注意が必要です。
熱処理
処理プロセス | 温度範囲(°C/°F) | 典型的な浸漬時間 | 冷却方法 | 主目的 / 期待される結果 |
---|---|---|---|---|
アニーリング | 1050 - 1150 / 1922 - 2102 | 1 - 2時間 | 空気または水 | 応力を解消し、延展性を改善する |
ソリューション処理 | 1000 - 1100 / 1832 - 2012 | 30分 | 急冷 | オーステナイト構造を安定させる |
アニーリングなどの熱処理プロセスは、202ステンレス鋼の延展性と靭性を大幅に改善することができます。これらの処理中の金属組織の変化は、さまざまな用途での性能を向上させます。
典型的な用途と最終的な使用例
業界/セクター | 具体的な用途の例 | この用途で利用される重要な鋼の特性 | 選択理由(簡単に) |
---|---|---|---|
食品加工 | キッチン機器 | 耐腐食性、成形性 | 衛生的かつ耐久性 |
建築 | 装飾パネル | 美的魅力、耐腐食性 | 視覚的魅力と耐久性 |
自動車 | 排気システム | 高温耐性、強度 | 性能と耐久性 |
建設 | 手すりおよびバルストレード | 強度、美的魅力 | 安全性とデザインの柔軟性 |
その他の用途には以下が含まれます:
-
- 医療機器
-
- 化学加工機器
-
- 消費財(例:食器、調理器具)
これらの用途における202ステンレス鋼の選択は、主にそのコスト、機械特性、および耐腐食性のバランスによるものです。
重要な考慮事項、選定基準、およびさらに詳しい洞察
特性/性質 | 202ステンレス鋼 | 代替グレード1(304) | 代替グレード2(316) | 簡単な利点/欠点またはトレードオフノート |
---|---|---|---|---|
主要機械特性 | 中程度の強度 | 高い強度 | 高い強度 | 304および316は強度で優れています |
主要な耐腐食性の側面 | 塩素に対して良好 | 優れた | 優れた | 304および316は海洋用途に適しています |
溶接性 | 良好 | 優れた | 良好 | 304は全体的に溶接性が優れています |
加工性 | 中程度 | 良好 | 中程度 | 304は加工が容易です |
成形性 | 良好 | 優れた | 良好 | 202はさまざまな形状に適しています |
おおよその相対コスト | 低い | 高い | 高い | 重要でない用途に対してコスト効果的です |
典型的な入手可能性 | 一般的 | 非常に一般的 | 一般的 | 304は広く利用可能です |
202ステンレス鋼を選択する際には、コスト効果、入手可能性、特定の用途要件などが重要です。優れた特性のバランスを提供しますが、304や316のような代替品は、高い耐腐食性または強度を必要とする用途により適している場合があります。
要約すると、202ステンレス鋼は、多様な用途に対してコスト効果的で多才な材料であり、特に中程度の耐腐食性と良好な機械的特性が重要な場合に適しています。その独特の特性は多くの産業において貴重な選択肢となりますが、最適な性能を得るためにはその限界を慎重に考慮する必要があります。