210ステンレス鋼:特性と主な用途

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210ステンレス鋼はオーステナイト系ステンレス鋼に分類され、優れた耐腐食性と良好な機械的特性で知られています。このグレードは主にクロム(Cr)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)で合金化されており、さまざまな環境での全体的な性能を大幅に向上させます。210ステンレス鋼の典型的な組成は、約18%のクロムと8%のニッケルを含み、オーステナイト構造に貢献し、優れた靭性と延性を提供します。

包括的な概要

210ステンレス鋼の最も重要な特性には、特に酸性環境において高い酸化および腐食抵抗が含まれます。また、良好な溶接性と加工性を示し、さまざまな製造プロセスに適しています。鋼材は高温でも強度を維持する能力があり、高温アプリケーションでの有用性がさらに高まります。

利点:
- 耐腐食性:酸性およびアルカリ性溶液を含む広範囲の腐食性環境に対して優れた抵抗力。
- 機械的特性:良好な引張強度と延性により、効果的な成形および加工が可能。
- 溶接性:機械的特性の大きな損失なしにさまざまな溶接プロセスに適しています。

制限:
- コスト:合金の割合が高いことで、低グレードの鋼と比較して材料コストが増加する可能性があります。
- 加工硬化:容易に成形できる一方、すぐに加工硬化する可能性があり、加工中は慎重な取り扱いが必要です。

歴史的に、210ステンレス鋼は食品加工、化学処理、海洋環境などの産業で使用されてきました。ここではその独自の特性が高く評価されています。特に腐食抵抗性と耐久性を必要とする分野では市場での地位が強いです。

代替名、規格、同等品

標準組織 指定/グレード 原産国/地域 注記/備考
UNS S21000 アメリカ AISI 304に非常に類似しており、組成に多少の違いがあります。
AISI/SAE 210 アメリカ 304に類似していますが、耐腐食性が向上しています。
ASTM A240 アメリカ クロムおよびクロム-ニッケルステンレス鋼プレート、シート、ストリップの標準仕様。
EN 1.4301 ヨーロッパ AISI 304に相当し、組成にわずかな差異があります。
JIS SUS 304 日本 AISI 304に密接に関連し、しばしば互換的に使用されます。

210ステンレス鋼とその同等品(AISI 304など)との違いは、主に特定の合金元素とその濃度にあり、特定の環境での性能に影響を与える可能性があります。例えば、210は304に比べて塩化物環境でのピッティングに対してより良い抵抗を示すかもしれません。

主な特性

化学組成

元素(記号と名称) %範囲
Cr(クロム) 18.0 - 20.0
Ni(ニッケル) 8.0 - 10.0
Mo(モリブデン) 0.0 - 2.0
C(炭素) ≤ 0.08
Mn(マンガン) 2.0 - 2.5
Si(シリコン) ≤ 1.0
P(リン) ≤ 0.045
S(硫黄) ≤ 0.03

210ステンレス鋼におけるクロムの主な役割は耐腐食性を高めることであり、ニッケルは鋼の靭性と延性に寄与します。モリブデンは塩化物環境においてピッティングおよび隙間腐食に対する抵抗を改善します。

機械的特性

特性 条件/温度 試験温度 典型的な値/範囲(メートル法) 典型的な値/範囲(インペリアル法) 試験方法の参照標準
引張強度 焼鈍 室温 520 - 750 MPa 75 - 109 ksi ASTM E8
降伏強度(0.2%オフセット) 焼鈍 室温 210 - 310 MPa 30 - 45 ksi ASTM E8
伸び 焼鈍 室温 40 - 50% 40 - 50% ASTM E8
硬度(ロックウェルB) 焼鈍 室温 70 - 90 HRB 70 - 90 HRB ASTM E18
衝撃強度 シャーピーVノッチ -20 °C 40 - 60 J 29 - 44 ft-lbf ASTM E23

これらの機械的特性の組み合わせにより、210ステンレス鋼は構造部品や圧力容器など、良好な強度と延性を必要とする用途に適しています。

物理的特性

特性 条件/温度 値(メートル法) 値(インペリアル法)
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 W/m·K 9.3 BTU·in/h·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 0.00000072 Ω·m

210ステンレス鋼の密度はその頑丈さを示し、熱伝導率と比熱容量は熱交換器などの熱伝達に関わる用途において非常に重要です。

耐腐食性

腐食性物質 濃度(%) 温度(°C/°F) 耐腐食評価 注記
塩化物 3-5 20-60 °C / 68-140 °F 良好 ピッティング腐食のリスク
硫酸 10-20 20-40 °C / 68-104 °F 普通 応力腐食ひび割れに対して感受性あり
酢酸 5-10 20-60 °C / 68-140 °F 良好 一般的に耐性あり
海水 - 常温 優れた 非常に耐性あり

210ステンレス鋼は、特に海洋用途において様々な腐食性環境に対して優れた耐性を示します。ただし、塩化物の存在下、特に高温で応力腐食ひび割れ(SCC)に感受性を持ちます。モリブデンを含む316ステンレス鋼のようなグレードと比較すると、210は高度に腐食性の環境での性能が劣る場合があります。

耐熱性

特性/限界 温度(°C) 温度(°F) 備考
最大連続使用温度 800 °C 1472 °F 高温用途に適しています
最大間欠使用温度 870 °C 1598 °F 短期間の曝露に耐えられます
スケーリング温度 900 °C 1652 °F 高温での酸化リスクがあります

高温時でも210ステンレス鋼は強度と耐腐食性を維持し、炉のコンポーネントや熱交換器などの用途に適しています。しかし、800 °Cを超える温度に長期間曝露すると、酸化やスケーリングのリスクが生じます。

加工特性

溶接性

溶接プロセス 推奨フィラー金属(AWS分類) 一般的なシールドガス/フラックス 備考
TIG ER308L アルゴン 薄い部分に適しています
MIG ER308L アルゴン + CO2 厚い部分に適しています
棒溶接 E308L - 熱管理に注意が必要です

210ステンレス鋼は一般的に良好な溶接性があると考えられています。ただし、割れのリスクを最小限に抑えるために、予熱および溶接後の熱処理が必要になる場合があります。基材の特性に合った適切なフィラー金属を選択することが重要です。

機械加工性

加工パラメータ 210ステンレス鋼 AISI 1212 注記/ヒント
相対加工性指数 50 100 中程度の加工性
典型的な切削速度(旋盤) 30 m/min 60 m/min 最良の結果を得るためにカーバイド工具を使用してください

210ステンレス鋼の機械加工は、その加工硬化特性により難しい場合があります。性能を向上させるために、鋭い工具と適切な切削液を使用することをお勧めします。

成形性

210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。ただし、加工硬化が速いため、割れを避けるためには成形プロセスの厳密な管理が必要です。

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 主な目的 / 期待される結果
焼鈍 1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F 1-2時間 空気または水 応力を軽減し、延性を向上させる

熱処理中、210ステンレス鋼はその延性を高め、残留応力を減少させる金属的変化を経ます。最適な機械的特性を得るためには適切な熱処理が重要です。

典型的な用途と最終用途

業界/セクター 具体的な適用例 このアプリケーションで利用される主要な鋼の特性 選定理由(簡潔に)
食品加工 食品取り扱い機器 耐腐食性、衛生 反応しない、掃除が容易
化学処理 貯蔵タンク 高強度、耐腐食性 過酷な環境での耐久性
海洋 ボート金具 優れた耐腐食性 塩水耐性に優れた持続性
製薬 機器および配管 清浄性、耐腐食性 健康基準の遵守

食品加工では、210ステンレス鋼はその反応しない特性が選ばれ、食品製品が汚染されないように確保します。海洋用途では、その塩水腐食に対する耐性により、ボート金具やコンポーネントに最適です。

重要な考慮事項、選定基準、さらに洞察

特徴/特性 210ステンレス鋼 AISI 304ステンレス鋼 AISI 316ステンレス鋼 簡単な長所/短所またはトレードオフノート
主要な機械的特性 良好な引張強度 良好な引張強度 より高い引張強度 316はより良い耐腐食性を提供
主要な腐食側面 多くの環境で良好 多くの環境で良好 塩化物に対して優れた 316は海洋用途で好まれる
溶接性 良好 優れた 良好 304は溶接が容易
機械加工性 中程度 良好 中程度 304は機械加工が容易
成形性 良好 優れた 良好 304は成形性が優れる
約相対コスト 中程度 中程度 高い 316は高価
一般的な入手可能性 普通 非常に普通 普通 304は広く入手可能

210ステンレス鋼を選択する際は、コスト効果、入手可能性、特定のアプリケーション要件などが重要です。特性のバランスを提供しますが、高腐食性環境にはAISI 316のような代替品がより適している場合がありますが、コストが高くなります。

要約すると、210ステンレス鋼は良好な機械特性と優れた耐腐食性を兼ね備え、さまざまな産業で幅広い用途に適した多目的な材料です。その独特の特性と特定の環境での性能は、エンジニアや製造者にとって貴重な選択となります。

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