404ステンレス鋼: 特徴と主要用途

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404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、高いクロムおよびニッケル含有量が特徴で、優れた耐食性と良好な機械的特性を持っています。404ステンレス鋼の主な合金元素にはクロム（Cr）、ニッケル（Ni）、モリブデン（Mo）が含まれ、以下のおおよその組成が示されています：

元素 割合範囲 (%)
クロム (Cr) 18.0 - 20.0
ニッケル (Ni) 8.0 - 10.0
モリブデン (Mo) 0.5 - 1.0
炭素 (C) ≤ 0.03
マンガン (Mn) 2.0 - 3.0
ケイ素 (Si) ≤ 1.0
リン (P) ≤ 0.045
硫黄 (S) ≤ 0.03

404ステンレス鋼の特性には、優れた溶接性、良好な成形性、酸化および腐食に対する抵抗があります。その独特な微細構造により、高温下でも強度と靭性を維持できるため、自動車、航空宇宙、化学処理などさまざまな産業での応用に適しています。

利点と制限

利点:
- 耐食性: 404ステンレス鋼は、気象条件や多くの化学物質を含む広範な腐食環境に対して優れた耐性を示します。
- 溶接性: このグレードは、標準的な技術を使用して容易に溶接できるため、製作の面で柔軟性があります。
- 機械的特性: 構造用途に不可欠な良好な強度と延性のバランスを提供します。

制限:
- コスト: 合金元素のため、404ステンレス鋼は炭素鋼よりも高価になる場合があります。
- 加工硬化: 成形が可能ですが、過度の冷間加工は加工硬化を引き起こし、さらなる加工が複雑になることがあります。

歴史的に、404ステンレス鋼は強度と耐食性の両方を必要とする応用において重要であり、さまざまなエンジニアリング分野で信頼できる選択肢とされています。

代替名、標準、同等物

標準組織 指定/グレード 原産国/地域 備考/コメント
UNS S40400 アメリカ AISI 404に最も近い同等品
AISI/SAE 404 アメリカ 注意が必要なわずかな成分の違い
ASTM A240 アメリカ ステンレス鋼板の標準仕様
EN 1.4002 ヨーロッパ 類似の特性ですが、機械的性能が異なる場合があります
JIS SUS 404 日本 比較可能ですが、加工基準が異なる場合があります

同等のグレード間の違いは、特定の組成や機械的特性に関連していることが多く、特定の応用における性能に影響を与える可能性があります。例えば、AISI 404とEN 1.4002はどちらも類似の耐食性を提供しますが、引張強さと延性が異なることがあり、特定のエンジニアリング作業への適合性に影響を与えます。

主要特性

化学組成

元素（記号と名称） 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) 0.5 - 1.0
C (炭素) ≤ 0.03
Mn (マンガン) 2.0 - 3.0
Si (ケイ素) ≤ 1.0
P (リン) ≤ 0.045
S (硫黄) ≤ 0.03

404ステンレス鋼におけるクロムの主な役割は、耐食性を高め、硬度を向上させることです。ニッケルは鋼の靭性と延性に寄与し、モリブデンは特に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高めます。

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 - 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照標準
引張強さ アニーリング（焼鈍） 室温 520 - 750 MPa 75 - 109 ksi ASTM E8
降伏強さ（0.2%オフセット） アニーリング（焼鈍） 室温 210 - 310 MPa 30 - 45 ksi ASTM E8
伸び アニーリング（焼鈍） 室温 40 - 50% 40 - 50% ASTM E8
硬度 アニーリング（焼鈍） 室温 160 - 220 HB 90 - 100 HRB ASTM E10
衝撃強さ アニーリング（焼鈍） -20°C 40 J 30 ft-lbf ASTM E23

これらの機械的特性の組み合わせにより、404ステンレス鋼は建物や機械の構造部品など、高強度および延性を必要とする応用に適しています。重要な負荷に耐えながら、ストレスの下での整合性を維持できる能力は、安全性と性能にとって重要です。

物理的特性

特性 条件/温度 値（メートル法 - SI 単位） 値（インペリアル単位）
密度 室温 7.85 g/cm³ 0.284 lb/in³
融点 - 1400 - 1450 °C 2550 - 2642 °F
熱伝導率 室温 16 W/m·K 9.3 BTU·in/ft²·h·°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 0.00000073 Ω·in
熱膨張係数 20 - 100 °C 16.5 x 10⁻⁶ /K 9.2 x 10⁻⁶ /°F

404ステンレス鋼の密度と融点はその頑丈さを示しており、高温試験での応用に適しています。熱伝導率と比熱容量は熱交換を伴う応用に不可欠であり、電気抵抗率は電気的応用に関連しています。

耐食性

腐食剤 濃度 (%) 温度 (°C/°F) 耐性評価 備考
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 普通 SCCに対して感受性がある
酢酸 5% 25°C/77°F 良好 局所的腐食に対して耐性あり
大気条件 - - 優れた 湿気のある環境で良好な性能

404ステンレス鋼は大気腐食に対して優れた耐性を示し、多くの酸や塩化物に対しても良好な耐性を持っています。しかし、特定の環境、特に塩化物の存在下では、応力腐食割れ（SCC）に感受性があります。304ステンレス鋼と比較すると、304は類似の耐食性を提供しますが、酸性環境での性能が優れているため、404は塩化物の曝露が懸念される応用で好まれるかもしれません。

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 高温試験での使用に適しています
最大間欠使用温度 900 °C 1652 °F 短期間の曝露に耐えることができます
スケーリング温度 1000 °C 1832 °F この限界を超えると酸化のリスクがあります

高温においても404ステンレス鋼は強度と酸化抵抗を維持でき、高温環境での応用に適しています。ただし、800 °C以上の長時間の曝露はスケーリングと機械的特性の劣化につながる可能性があります。

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 備考
TIG ER404 アルゴン 薄いセクションに適しています
MIG ER404 アルゴン/CO2 厚いセクションに適しています
スティック E404 - 一般的に使用されていません

404ステンレス鋼はTIGおよびMIG溶接を含むさまざまな方法を使用して高い溶接性を持っています。厚いセクションでは亀裂を避けるために予熱が必要になる場合があります。溶接後の熱処理は溶接の機械的特性を向上させることができます。

切削性
切削パラメータ [404ステンレス鋼] [AISI 1212] 備考/ヒント
相対切削性指数 60% 100% 炭素鋼よりも加工が難しい
典型的な切削速度（旋盤） 30 m/min 50 m/min 最良の結果を得るために硬質合金ツールを使用してください

404ステンレス鋼の加工は、その加工硬化特性のために困難な場合があります。効率的な加工のためには適切な工具と切削速度を利用することが重要です。

成形性

404ステンレス鋼は冷間および熱間プロセスの両方で成形できます。冷間成形は加工硬化を引き起こす可能性があり、熱間成形はより良好な延性を可能にします。加工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
アニーリング 1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F 1 - 2時間 自然冷却 内部応力を緩和し、延性を向上させる
固溶処理 1050 - 1150 °C / 1922 - 2102 °F 30分 水冷却 耐食性を向上させる

アニーリングや固溶処理などの熱処理プロセスは、404ステンレス鋼の微細構造を最適化し、機械的特性と耐食性を高めるために重要です。

典型的な応用と最終用途

産業/セクター 特定の応用例 この応用で利用される主要な鋼の特性 選択理由（簡潔に）
自動車 排気システム 耐食性、高温強度 厳しい環境での耐久性
化学処理 貯蔵タンク 耐食性、溶接性 化学物質の取り扱いにおける安全性と信頼性
航空宇宙 構造部品 強度対重量比、酸化抵抗 極限条件下での性能

その他の応用には、
* - 食品処理装置
* - 海洋環境
* - 建築構造

404ステンレス鋼は、強度、耐食性、加工の容易さの優れたバランスを持つため、要求される厳しい環境での長寿命な性能を保証しています。

重要な考慮事項、選択基準、およびさらなる洞察

特性/特性 404ステンレス鋼 304ステンレス鋼 316ステンレス鋼 簡潔な利点/欠点またはトレードオフのメモ
主要な機械的特性 高強度 中程度の強度 高強度 404は304より強度が高いが、316よりは低い
主要な耐食性側面 軽度の環境で良好 多くの環境で優れた 塩化物環境で優れた 316は海洋用途に好まれる
溶接性 優れた 優れた 良好 すべてのグレードは溶接可能ですが、316はより慎重さが必要な場合があります
切削性 中程度 良好 普通 404は304より加工が難しい
成形性 良好 優れた 良好 404は304より成形性が劣ります
おおよその相対コスト 中程度 低い 高い 404は特定の応用においてコスト効果が高い
典型的な入手可能性 中程度 高い 高い 304および316はより一般的に在庫されています

404ステンレス鋼を選択する際は、コスト効果、入手可能性、および特定の応用要件が考慮されます。その独自の特性により、強度と耐食性のバランスが重要なニッチな応用に適しています。さらに、安全係数や環境条件を評価して、最適な性能とサービス寿命を確保する必要があります。

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    E350スチール（S355JRとしても知られている）は、建設や工学の用途で広く使用される構造用鋼材グレードです。低炭素の軟鋼として分類され、E350は優れた溶接性、良好な加工性、適度な強度を特徴としています。E350の主な合金元素は、炭素（C）、マンガン（Mn）、シリコン（Si）であり、これらが機械的特性と全体的な性能に寄与しています。 包括的な概要 E350鋼は、強度、延性、靭性のバランスが良いため、主に構造用途で使用されます。約350 MPaの降伏強度を持ち、橋や建物など、荷重支持能力が必要なさまざまな工学的用途に適しています。低炭素含有量は溶接性を向上させ、溶接構造物における好ましい選択肢となります。 主な特性： - 強度： E350は、構造用途に適した良好な降伏強度を提供します。 - 延性： 鋼は優れた伸長性を示し、破断することなく変形できます。 - 溶接性： 低炭素含有量は、建設用途において重要な簡単な溶接を促進します。 利点： - 高い強度対重量比により、軽量構造が可能です。 - 優れた溶接性と加工性により、加工コストを削減します。 - 低温でも良好な靭性があり、さまざまな環境条件に適しています。 制限： - 高合金鋼に比べて腐食抵抗が限られており、特定の環境では保護コーティングが必要です。 - 高温での機械的特性が低下するため、高温用途には適していません。 E350鋼は、その汎用性と信頼性により市場において重要な位置を占めており、建設業界の必需品となっています。 別名、基準、および同等品 基準機関 指定/グレード...

  • 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...

    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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