403ステンレス鋼：特性と主要な用途

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403ステンレス鋼は、主に高強度と中程度の耐腐食性で知られるマルテンサイト系ステンレス鋼として分類されます。403ステンレス鋼の主要な合金元素には、クロム（12-14％）、ニッケル（最大1％）、および炭素（0.15-0.40％）が含まれます。クロムの存在は耐腐食性を提供し、炭素は硬度と強度に寄与します。この鋼のグレードは、高強度と中程度の耐腐食性を必要とする用途にしばしば使用され、さまざまな工学的用途に適しています。

総合的な概要

403ステンレス鋼は、工学的用途における有用性を定義するいくつかの重要な特性を示しています。高い引張強度と硬度を含む良好な機械的性質を持ち、耐久性と摩耗抵抗を必要とする用途に適しています。さらに、中程度の耐腐食性により、湿気や一部の腐食性物質にさらされる環境で使用することができます。

利点：
- 高強度：403ステンレス鋼は、非常に大きな機械的負荷に耐えることができ、構造用途に理想的です。
- 中程度の耐腐食性：オーステナイト系のグレードほど耐腐食性はありませんが、軽度の腐食性環境で良好に機能します。
- 良好な加工性：この鋼は容易に機械加工および溶接が可能であり、さまざまな製造プロセスでの使用を促進します。

制限：
- 低い耐腐食性：オーステナイト型ステンレス鋼と比較して、403はピッティングやクレバス腐食に対する抵抗が低下しています。
- ストレス腐食割れ（SCC）に対する感受性：特定の環境では、SCCに対して脆弱であり、構造の完全性を損なう可能性があります。

歴史的に、403ステンレス鋼はタービンブレード、バルブ部品、およびその他の高ストレス環境での用途に利用されてきました。市場での地位は安定しており、強度と中程度の耐腐食性を優先する業界での需要は一定です。

代替名、基準、および同等品

基準機関 指定/グレード 発祥国/地域 備考/注記
UNS S40300 アメリカ AISI 403に最も近い同等品
AISI/SAE 403 アメリカ 一般的に使用される指定
ASTM A276 アメリカ ステンレス鋼バーの標準仕様
EN 1.4006 ヨーロッパ 成分にわずかな違い
JIS SUS403 日本 類似の特性、日本の用途で使用

これらの同等グレード間の違いは、特定の性能要件に基づいて選択に影響を与える可能性があります。例えば、UNS S40300とAISI 403は密接に関連していますが、炭素含有量のわずかな変動が硬度と加工性に影響を与える可能性があります。

主要な特性

化学組成

元素（記号と名称） 割合範囲（％）
Cr（クロム） 12.0 - 14.0
Ni（ニッケル） 0.5 - 1.0
C（炭素） 0.15 - 0.40
Mn（マンガン） 1.0 最大
Si（ケイ素） 1.0 最大
P（リン） 0.04 最大
S（硫黄） 0.03 最大

403ステンレス鋼におけるクロムの主な役割は耐腐食性を向上させることであり、炭素は材料の硬度と強度に寄与します。マンガンとケイ素は、鋼の靭性と延性を向上させるために添加されます。

機械的特性

特性 状態/温度 試験温度 典型的な値/範囲（メートル法 - SI単位） 典型的な値/範囲（インペリアル単位） 試験方法のための参考基準
引張強度 焼鈍 室温 520 - 700 MPa 75 - 102 ksi ASTM E8
降伏強度（0.2％オフセット） 焼鈍 室温 280 - 450 MPa 41 - 65 ksi ASTM E8
伸び 焼鈍 室温 20 - 30％ 20 - 30％ ASTM E8
硬度（ロックウェルC） 焼鈍 室温 30 - 40 HRC 30 - 40 HRC ASTM E18
衝撃強度 焼鈍 -20°C 40 J 29.5 ft-lbf ASTM E23

高い引張強度と降伏強度の組み合わせにより、403ステンレス鋼はかなりの機械的負荷がかかる用途に適しています。伸びと衝撃強度は良好な延性を示し、ストレス下での脆性的故障を防ぐために重要です。

物理的特性

特性 状態/温度 値（メートル法 - SI単位） 値（インペリアル単位）
密度 室温 7.75 g/cm³ 0.28 lb/in³
融点 - 1400 - 1450 °C 2552 - 2642 °F
熱伝導率 室温 25 W/m·K 17.3 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 0.73 µΩ·m 0.00043 Ω·in

403ステンレス鋼の密度はその重量と強度に寄与し、融点は優れた熱安定性を示します。熱伝導率と比熱容量は熱伝達を伴う用途には重要です。

耐腐食性

腐食性物質 濃度（％） 温度（°C/°F） 抵抗評価 注記
塩化物 3-5％ 25°C/77°F 良好 ピッティングのリスク
硫酸 10％ 20°C/68°F 不良 推奨されません
酢酸 5％ 25°C/77°F 良好 中程度の抵抗
海水 - 25°C/77°F 良好 クレバス腐食に対して感受性あり

403ステンレス鋼はさまざまな腐食性環境に対して中程度の耐性を示します。酢酸のような軽度の酸性条件では一定の性能を発揮しますが、塩素が豊富な環境ではピッティングに対して感受性があります。304や316のようなオーステナイトグレードと比較して、403ステンレス鋼は特に攻撃的な環境において耐腐食性が低いです。

耐熱性

特性/限度 温度（°C） 温度（°F） 備考
最大連続使用温度 600 °C 1112 °F 高温用途に適しています
最大間欠使用温度 650 °C 1202 °F 短期間の露出に耐えることができます
スケーリング温度 700 °C 1292 °F この温度を超えると酸化のリスクがあります

高温下で403ステンレス鋼はその強度を維持しますが、酸化が生じる可能性があります。高温用途での性能は一般的に良好ですが、スケーリング限界を超えた温度への長時間の露出を避けることに注意が必要です。

加工特性

溶接性

溶接プロセス 推奨充填金属（AWS分類） 典型的なシールドガス/フラックス 注記
TIG ER403 アルゴン プリヒート推奨
MIG ER308 アルゴン + CO2 溶接後の熱処理が必要な場合があります

403ステンレス鋼は一般に溶接可能ですが、亀裂のリスクを減らすために前加熱が推奨されます。溶接後の熱処理は溶接部の機械的特性を向上させることができます。

加工性

加工パラメータ [403ステンレス鋼] AISI 1212 注記/ヒント
相対加工性指数 60％ 100％ 鋭い工具が必要です
典型的な切削速度（旋削） 30 m/min 50 m/min 工具の摩耗に応じて調整してください

403ステンレス鋼は中程度の加工性を持っています。最適な結果を得るには鋭い工具と適切な切削速度が必要です。

成形性

403ステンレス鋼は冷間および熱間形成が可能ですが、加工硬化を示します。形成操作中に亀裂を避けるために最小曲げ半径を考慮する必要があります。

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 800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F 1 - 2 時間 空気または水 軟化、延性向上
硬化 1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F 30 分間 油または空気 硬度の増加

熱処理中、403ステンレス鋼はその機械的特性を向上させる冶金的変化を経験します。焼鈍により材料が柔らかくなり、硬化により強度と硬度が増加します。

典型的なアプリケーションと最終用途

業界/セクター 特定のアプリケーション例 このアプリケーションで利用される鋼の主要特性 選択理由（簡潔に）
航空宇宙 タービン部品 高強度、中程度の耐腐食性 ストレス下での耐久性
自動車 排気バルブ 高温耐性、強度 厳しい条件下での性能
石油・ガス ポンプシャフト 摩耗抵抗、強度 過酷な環境での信頼性

その他のアプリケーションには：
- バルブ部品
- マリンハードウェア
- 食品加工機器

403ステンレス鋼は強度、中程度の耐腐食性、良好な加工性の組み合わせにより、要求の厳しい環境に適しているため、これらの用途で選ばれています。

重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察

特性/特性 403ステンレス鋼 AISI 304ステンレス鋼 AISI 316ステンレス鋼 簡潔な利点/欠点またはトレードオフの注記
主要機械特性 高強度 良好な延性 優れた耐腐食性 403は強いが、延性は劣る
主要な腐食特性 中程度の耐性 優れた耐性 優れた耐性 403は過酷な環境に適さない
溶接性 良好 優れた 良好 403は前加熱が必要
加工性 中程度 良好 中程度 403は304に比べ加工性が劣る
成形性 良好 良好 良好 403は成形性が限られている
概算相対コスト 中程度 高い 高い 403は強度に対してコスト効果が高い
典型的な入手可能性 一般的 非常に一般的 一般的 403は容易に入手可能

403ステンレス鋼を選定する際には、そのコスト効果、入手可能性、特定の用途への適合性を考慮する必要があります。高強度を提供する一方で、耐腐食性はオーステナイトグレードほど堅牢ではありません。したがって、選択を行う前に運用環境と機械的要件を評価することが重要です。

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    DX51Dスチールは、主に低炭素微鋼として分類される亜鉛メッキ鋼の広く認識されたグレードです。その優れた成形性と溶接性に特徴づけられ、特に自動車や建設業界においてさまざまな用途で人気の選択肢となっています。DX51Dの主な合金元素には、一般的に炭素（C）含有量が0.2％未満の鉄（Fe）と、微量のマンガン（Mn）、リン（P）、硫黄（S）が含まれます。スチールを亜鉛（Zn）でコーティングする亜鉛メッキプロセスは、その耐腐食性を大幅に向上させます。 包括的な概要 DX51Dスチールは、良好な機械的特性と耐腐食性を要求される用途で主に使用されます。その低炭素含有量は、優れた延性と成形性に寄与し、容易に形状を変えたり溶接したりすることが可能です。亜鉛メッキプロセスは、スチールを錆から保護するだけでなく、見た目にも機能的にも美しい滑らかな表面仕上げを提供します。 DX51Dスチールの利点： - 耐腐食性：亜鉛コーティングが環境要因から保護バリアを提供します。 - 成形性：低い炭素含有量により、容易に形状変更や曲げが可能です。 - 溶接性：標準的な方法を使用して溶接することができ、さまざまな用途に対応可能です。 DX51Dスチールの制限： - 強度：高炭素鋼と比較すると、DX51Dは高い強度を必要とする用途には適していない可能性があります。 - 温度感度：高温での性能が劣化する可能性があり、高温環境での使用が制限されます。 歴史的に、DX51Dは軽量構造の開発において重要な役割を果たしてきました。特に自動車セクターでは、燃費効率のために重さの削減が重要です。 別名、規格、および同等物 標準組織 指定/グレード 出身国/地域 ノート/備考 EN DX51D ヨーロッパ ASTM A653の最も近い同等品 ASTM A653 アメリカ 微小な成分の違い...

    DX51D鋼：特性と主要用途の概要

    DX51Dスチールは、主に低炭素微鋼として分類される亜鉛メッキ鋼の広く認識されたグレードです。その優れた成形性と溶接性に特徴づけられ、特に自動車や建設業界においてさまざまな用途で人気の選択肢となっています。DX51Dの主な合金元素には、一般的に炭素（C）含有量が0.2％未満の鉄（Fe）と、微量のマンガン（Mn）、リン（P）、硫黄（S）が含まれます。スチールを亜鉛（Zn）でコーティングする亜鉛メッキプロセスは、その耐腐食性を大幅に向上させます。 包括的な概要 DX51Dスチールは、良好な機械的特性と耐腐食性を要求される用途で主に使用されます。その低炭素含有量は、優れた延性と成形性に寄与し、容易に形状を変えたり溶接したりすることが可能です。亜鉛メッキプロセスは、スチールを錆から保護するだけでなく、見た目にも機能的にも美しい滑らかな表面仕上げを提供します。 DX51Dスチールの利点： - 耐腐食性：亜鉛コーティングが環境要因から保護バリアを提供します。 - 成形性：低い炭素含有量により、容易に形状変更や曲げが可能です。 - 溶接性：標準的な方法を使用して溶接することができ、さまざまな用途に対応可能です。 DX51Dスチールの制限： - 強度：高炭素鋼と比較すると、DX51Dは高い強度を必要とする用途には適していない可能性があります。 - 温度感度：高温での性能が劣化する可能性があり、高温環境での使用が制限されます。 歴史的に、DX51Dは軽量構造の開発において重要な役割を果たしてきました。特に自動車セクターでは、燃費効率のために重さの削減が重要です。 別名、規格、および同等物 標準組織 指定/グレード 出身国/地域 ノート/備考 EN DX51D ヨーロッパ ASTM A653の最も近い同等品 ASTM A653 アメリカ 微小な成分の違い...

  • デュアルフェーズ鋼：特性と主要な用途

    二相鋼（DP鋼）は、その独特の微細構造によって特徴づけられる高度な高強度鋼の一種であり、柔らかいフェライト相と硬いマルテンサイト相の混合から成り立っています。この組み合わせは、強度、延性、および成形性の優れたバランスを提供し、二相鋼は特に自動車および構造用途に適しています。二相鋼における主な合金元素は通常、炭素、マンガン、およびシリコンを含み、これらは材料の機械的特性および全体的な性能を向上させる上で重要な役割を果たします。 包括的な概要 二相鋼は低合金鋼に分類され、制御された加工技術を通じて二相微細構造を達成するように特別に設計されています。主な合金元素は次の通りです： 炭素（C）: 固溶体強化とマルテンサイトの形成を通じて強度と硬度を向上させます。 マンガン（Mn）: 硬化能力を向上させ、マルテンサイト相の形成に寄与します。 シリコン（Si）: 脱酸剤として機能し、フェライト相の強度を改善することができます。 二相鋼の最も重要な特性は次の通りです： 高い強度対重量比: 相の組み合わせにより、高い引張強度を維持しながら軽量性を確保します。 優れた延性: フェライト相は良好な伸びと成形性を提供し、複雑な形状に適しています。 優れた疲労抵抗性: 微細構造はストレスを分散させ、疲労性能を向上させます。 利点: - エネルギー吸収能力による自動車用途での衝突安全性の向上。 - 複雑な形状を製造するための成形性の向上。 - 高い強度により薄い断面が可能になり、重量および材料コストを削減します。 制限事項: - マルテンサイトの存在により、他の鋼種と比較して溶接性が限定されています。 - 適切に処理されない場合、低温での靭性が低下する可能性があります。 二相鋼は自動車産業で非常に重要な役割を果たしており、特にシャシーやボディ構造のような高強度および安全性を必要とするコンポーネントに使用されています。その歴史的な重要性は、安全性を損なうことのない軽量材料への需要に応じて開発されたことにあります。 代替名、規格、及び同等品...

    デュアルフェーズ鋼：特性と主要な用途

    二相鋼（DP鋼）は、その独特の微細構造によって特徴づけられる高度な高強度鋼の一種であり、柔らかいフェライト相と硬いマルテンサイト相の混合から成り立っています。この組み合わせは、強度、延性、および成形性の優れたバランスを提供し、二相鋼は特に自動車および構造用途に適しています。二相鋼における主な合金元素は通常、炭素、マンガン、およびシリコンを含み、これらは材料の機械的特性および全体的な性能を向上させる上で重要な役割を果たします。 包括的な概要 二相鋼は低合金鋼に分類され、制御された加工技術を通じて二相微細構造を達成するように特別に設計されています。主な合金元素は次の通りです： 炭素（C）: 固溶体強化とマルテンサイトの形成を通じて強度と硬度を向上させます。 マンガン（Mn）: 硬化能力を向上させ、マルテンサイト相の形成に寄与します。 シリコン（Si）: 脱酸剤として機能し、フェライト相の強度を改善することができます。 二相鋼の最も重要な特性は次の通りです： 高い強度対重量比: 相の組み合わせにより、高い引張強度を維持しながら軽量性を確保します。 優れた延性: フェライト相は良好な伸びと成形性を提供し、複雑な形状に適しています。 優れた疲労抵抗性: 微細構造はストレスを分散させ、疲労性能を向上させます。 利点: - エネルギー吸収能力による自動車用途での衝突安全性の向上。 - 複雑な形状を製造するための成形性の向上。 - 高い強度により薄い断面が可能になり、重量および材料コストを削減します。 制限事項: - マルテンサイトの存在により、他の鋼種と比較して溶接性が限定されています。 - 適切に処理されない場合、低温での靭性が低下する可能性があります。 二相鋼は自動車産業で非常に重要な役割を果たしており、特にシャシーやボディ構造のような高強度および安全性を必要とするコンポーネントに使用されています。その歴史的な重要性は、安全性を損なうことのない軽量材料への需要に応じて開発されたことにあります。 代替名、規格、及び同等品...

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