306ステンレス鋼：特性と主要な用途

306ステンレス鋼はオーステナイト系ステンレス鋼として分類され、主に優れた耐食性と良好な機械的特性で知られています。これは、304ステンレス鋼の低炭素バリアントであり、クロム（Cr）とニッケル（Ni）の significant な割合とともに、モリブデン（Mo）の少量を含む組成を持っています。これらの合金元素の存在により、酸化に対する耐性が強化され、全体的な耐久性が向上します。

包括的な概観

306ステンレス鋼は、特に耐食性が重要な環境で評価されています。この合金は通常、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を提供し、高温での強度と靭性を維持します。低炭素量は、溶接中の炭化物析出のリスクを最小限に抑え、溶接および加工を必要とする用途に適しています。

主な特性：
- 耐食性：酸性およびアルカリ性溶液を含む、広範囲な腐食環境に対する優れた耐性。
- 成形性：良好な成形性と溶接性を有し、さまざまな製造プロセスに適しています。
- 耐熱性：高温で強度と靭性を保持します。

利点：
- ピッティングおよびクレバス腐食に対する高い耐性。
- 引張強度や延性を含む良好な機械的特性。
- アニーリング状態で非磁性。

制限：
- 316などの他のステンレス鋼グレードに比べて強度が低い。
- 潜在的な酸化のため、870°C（1600°F）以上の高温用途には適していない。

市場では、306ステンレス鋼はその美的魅力と耐久性のために、食品加工、化学加工、および建築用途で一般的に使用されています。歴史的な重要性は、以前のステンレス鋼グレードに対するより耐腐食性の高い代替品としての開発から来ています。

代替名、規格、および同等品

規格機関	指定/グレード	原産国/地域	注釈/備考
UNS	S30600	アメリカ合衆国	わずかな組成の違いがあるAISI 304に最も近い同等品。
AISI/SAE	306	アメリカ合衆国	304の低炭素バリアントで、溶接性を向上。
ASTM	A240	アメリカ合衆国	クロムおよびクロムニッケルステンレス鋼のプレート、シート、およびストリップ用の標準規格。
EN	1.4301	ヨーロッパ	304に相当し、同様の特性を持つ。
JIS	SUS 306	日本	AISI 306に類似し、成分にわずかな変動があります。

306とその同等品である304や316の違いは、しばしば炭素含有量と316におけるモリブデンの存在にあります。これにより、塩化物環境での耐腐食性が強化されます。これは、特に海洋や化学処理環境での特定の用途における鋼の選択に影響を与えることがあります。

主な特性

化学組成

元素（記号および名称）	割合範囲（%）
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 - 0.5
C（炭素）	0.0 - 0.03
Mn（マンガン）	2.0 - 2.5
Si（シリコン）	0.0 - 1.0
P（リン）	0.0 - 0.045
S（硫黄）	0.0 - 0.03

306ステンレス鋼の主な合金元素は重要な役割を果たしています：
- クロム：耐食性を提供し、硬度を向上させます。
- ニッケル：靭性と延性を改善し、鋼のオーステナイト構造に貢献します。
- モリブデン：低量ですが、特定の環境でのピッティング耐性を強化できます。

機械的特性

特性	状態/テンパ	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）	試験方法の参照標準
引張強度	アニーリング	室温	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	室温	205 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
延性	アニーリング	室温	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
硬度（ロックウェルB）	アニーリング	室温	70 - 90 HB	70 - 90 HB	ASTM E18
衝撃強度	シャルピーVノッチ	-20°C	40 - 60 J	30 - 45 ft-lbf	ASTM E23

306ステンレス鋼の機械的特性は、優れた強度と延性を必要とする用途に適しています。引張強度と降伏強度は、かなりの荷重に耐えることができることを示し、延性の割合は、破断することなく変形を受けることができることを示しており、成形と溶接プロセスに理想的です。

物理的特性

特性	状態/温度	値（メートル法）	値（インペリアル）
密度	室温	8.0 g/cm³	0.289 lb/in³
融点/範囲	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
熱伝導率	室温	16 W/m·K	9.3 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	0.0000013 Ω·in
熱膨張係数	室温	16.0 x 10⁻⁶/K	8.9 x 10⁻⁶/°F

密度や熱伝導率などの重要な物理的特性は、重さや熱伝達が重要な用途に対して重要です。比較的高い融点は高温環境での使用を可能にし、熱伝導率は効率的に熱を移動させることができることを示しており、熱交換器や類似の用途に適しています。

耐食性

腐食性物質	濃度（%）	温度（°C）	耐性評価	注釈
塩化物	0 - 10	20 - 60	良好	高濃度ではピッティングのリスクがあります。
硫酸	0 - 10	20 - 50	可	局所的な腐食に対して感受性があります。
酢酸	0 - 10	20 - 60	良好	一般的に耐性がありますが注意が必要です。
海水	-	20 - 30	優れた	海洋環境に対して非常に耐性があります。

306ステンレス鋼はさまざまな環境で優れた耐食性を示し、特に塩化物が豊富な設定（海水など）での性能が高いです。しかし、高塩化物濃度ではピッティング腐食に敏感であり、これは海洋用途での重要な考慮事項となる場合があります。モリブデンを含む316ステンレス鋼と比較すると、306は高度な腐食環境ではパフォーマンスが劣るかもしれませんが、多くの用途にとって依然として強力な候補です。

耐熱性

特性/制限	温度（°C）	温度（°F）	備考
最大連続使用温度	870	1600	これを超えると酸化が発生する可能性があります。
最大間欠使用温度	925	1700	短時間の露出に適しています。
スケーリング温度	600	1112	この温度を超えるとスケーリングのリスクがあります。

高温において、306ステンレス鋼は機械的特性を維持しますが、長時間曝露された場合は酸化を経験する可能性があります。最大連続使用温度は、重大な劣化なしでの安全操作の上限を示し、スケーリング温度は表面酸化のリスクを強調しています。

加工特性

溶接性

溶接プロセス	推奨フィラー金属（AWS分類）	典型的なシールドガス/フラックス	注釈
TIG	ER308L	アルゴン	薄い部品に優れています。
MIG	ER308L	アルゴン/CO2	厚い部品に適しています。
スティック	E308L	-	現場での用途に適しています。

306ステンレス鋼は非常に溶接性が高く、ER308Lのような低炭素フィラー金属を使用することで、炭化物析出のリスクが最小限に抑えられます。予熱は一般的に必要ありませんが、溶接後の熱処理がストレスを緩和するのに有利です。

切削性

切削パラメータ	306ステンレス鋼	AISI 1212	注釈/ヒント
相対切削性指数	50	100	中程度の切削性。
典型的な切削速度（旋盤）	30 m/min	60 m/min	鋭い工具と冷却液を使用。

306ステンレス鋼は中程度の切削性を持ちますが、作業硬化を避けるために注意が必要です。適切な切削速度や工具を使用することで、切削作業中の性能を向上させることができます。

成形性

306ステンレス鋼は良好な成形性を持ち、冷間および熱間加工プロセスを可能にします。オーステナイト構造は優れた延性を提供し、亀裂なしに複雑な形状を形成することを可能にします。しかし、過度の作業硬化を避けるためには注意が必要であり、さらなる加工の難しさを招くことがあります。

熱処理

処理プロセス	温度範囲（°C）	典型的な浸漬時間	冷却方法	主な目的 / 期待される結果
アニーリング	1010 - 1120	30分	空気	ストレスを緩和し、延性を改善する。
ソリューション処理	1000 - 1100	1時間	水	炭化物を溶解し、耐食性を向上させる。

アニーリングやソリューション処理などの熱処理プロセスは、306ステンレス鋼の微細構造を大きく変化させ、その延性や耐食性を向上させることができます。アニーリングプロセスは内部ストレスを緩和し、ソリューション処理は炭化物を溶解させることで全体的な性能を改善します。

典型的な用途および最終用途

業界/部門	特定の用途例	この用途で利用される主な鋼の特性	選定理由（簡潔に）
食品加工	食品取扱設備	耐食性、清掃の容易さ	衛生性と耐久性
化学加工	貯蔵タンク	高強度、耐食性	安全性と長寿命
建築	ファサードおよび手すり	美的魅力、耐食性	視覚的魅力と耐久性
海洋工学	ボートのフィッティング	海水への優れた耐性	海洋環境での長寿命

食品加工において、306ステンレス鋼はその衛生的特性と清掃の容易さから選ばれ、食品に接触する設備に理想的です。化学加工においては、その強度と耐食性が安全性と長寿命にとって重要です。

重要な考慮事項、選択基準、およびさらに詳しい情報

特性/特性	306ステンレス鋼	304ステンレス鋼	316ステンレス鋼	簡潔なメリット/デメリットまたはトレードオフノート
主要な機械的特性	中程度の強度	中程度の強度	高強度	316はより優れた強度を提供。
主要な耐食側面	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は塩化物耐性が優れている。
溶接性	優れた	優れた	良好	すべて溶接可能ですが、306は炭素が少ない。
切削性	中程度	中程度	中程度	すべて作業硬化を避けるために注意が必要。
成形性	良好	良好	良好	すべて類似の成形性を持つ。
おおよその相対コスト	中程度	中程度	高い	316は通常、高価である。
典型的な入手可能性	一般的	一般的	一般的	すべて広く入手可能。

306ステンレス鋼を選択する際には、その費用対効果、入手可能性、および特定の環境でのパフォーマンスを考慮する必要があります。全体的に良好な特性を提供しますが、高塩化物曝露を伴う用途には、316ステンレス鋼がより良い選択肢かもしれません。ただし、食品および化学処理環境での安全性を考慮すると、306はその耐食性と清掃の容易さから優先される選択肢となります。

要約すると、306ステンレス鋼は、腐食耐性と成形性が重要なさまざまな用途に適した特性のバランスを持つ多目的材料です。その性能は、加工方法の選択や環境因子の考慮を通じて最適化することができます。