430ステンレス鋼:特性と主要な用途
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430ステンレス鋼は、優れた耐腐食性と良好な成形性で知られるフェライト系ステンレス鋼です。オーステナイト系ステンレス鋼ファミリーに分類され、主な合金元素としてクロム(約16-18%)を含んでおり、これが耐腐食性と酸化特性に寄与しています。クロムの存在は、鋼の強度と硬度も向上させ、多様な用途に適しています。
包括的な概要
430ステンレス鋼は、適度な強度と良好な延性に特徴付けられ、さまざまな形状に容易に成形できます。適度な耐腐食性と良好な機械的特性が求められる用途でよく使用されます。また、この鋼は磁性を持っており、磁性が有利な自動車産業など特定の用途でメリットがあります。
430ステンレス鋼の利点:
- 耐腐食性:軽度腐食環境において酸化と腐食に対して良好な耐性を提供します。
- 成形性:容易に成形および加工でき、多様な製造プロセスに適しています。
- コストパフォーマンス:一般的に304や316などのオーステナイト系グレードよりも手頃で、予算に敏感な用途で人気の選択肢です。
- 磁性特性:その磁性は特定の用途で有利です。
430ステンレス鋼の限界:
- 低い耐腐食性:オーステナイト系グレードと比較してピッティングやクレバス腐食に対して低い耐性があります、特に塩素環境では。
- 高温強度の制限:強度維持が重要な高温用途には適していません。
- 溶接性の問題:溶接はできますが、脆さを避けるために特定の充填材料と技術が必要な場合があります。
歴史的に、430ステンレス鋼は自動車産業、キッチン用機器、建築用途で広く使用されてきました。その特性とコストのバランスが評価されています。市場での地位は強固であり、美的魅力と適度な耐腐食性が求められる用途で特に重要です。
代替名、規格、同等品
規格団体 | 指定/グレード | 発祥国/地域 | 注記/備考 |
---|---|---|---|
UNS | S43000 | アメリカ | AISI 430に最も近い同等品 |
AISI/SAE | 430 | アメリカ | 一般的に使用される指定 |
ASTM | A240 | アメリカ | ステンレス鋼板の標準仕様 |
EN | 1.4016 | ヨーロッパ | ヨーロッパでの同等の指定 |
JIS | SUS430 | 日本 | 日本工業規格同等品 |
ISO | 430 | 国際 | 国際標準の指定 |
これらのグレード間の違いは、特定の組成や機械的特性にあります。たとえば、430と1.4016は多くの点で同等ですが、炭素含有量のわずかな変動が溶接性や耐腐食性に影響を与える可能性があります。
主要特性
化学組成
元素(記号と名前) | 百分率範囲(%) |
---|---|
クロム(Cr) | 16.0 - 18.0 |
ニッケル(Ni) | 0.75以下 |
炭素(C) | 0.12以下 |
マンガン(Mn) | 1.0以下 |
シリコン(Si) | 1.0以下 |
リン(P) | 0.04以下 |
硫黄(S) | 0.03以下 |
430ステンレス鋼の主な合金元素は、耐腐食性に重要なクロムと、硬度や強度に影響を与える炭素です。マンガンとシリコンは、鋼の全体的な靱性と延性に寄与します。
機械的特性
特性 | 状態/温度 | 典型的な値/範囲(メートル法 - SI単位) | 典型的な値/範囲(英帝国単位) | 試験方法の参考規格 |
---|---|---|---|---|
引張強度 | 焼入れ | 450 - 550 MPa | 65 - 80 ksi | ASTM E8 |
降伏強度(0.2%オフセット) | 焼入れ | 205 - 275 MPa | 30 - 40 ksi | ASTM E8 |
伸び率 | 焼入れ | 20% | 20% | ASTM E8 |
硬度(ロックウェルB) | 焼入れ | 70 - 90 HRB | 70 - 90 HRB | ASTM E18 |
衝撃強度(チャーピー) | -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、430ステンレス鋼は適度な強度と延性を必要とする用途に適しています。降伏強度と引張強度は構造用途に適しており、伸び率は良好な成形性を示します。
物理的特性
特性 | 条件/温度 | 値(メートル法 - SI単位) | 値(英帝国単位) |
---|---|---|---|
密度 | 室温 | 7.8 g/cm³ | 0.28 lb/in³ |
融点 | - | 1400 - 1450 °C | 2550 - 2640 °F |
熱伝導率 | 室温 | 25 W/m·K | 17 BTU·in/(hr·ft²·°F) |
比熱容量 | 室温 | 500 J/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
電気抵抗 | 室温 | 0.72 µΩ·m | 0.0000013 Ω·in |
熱膨張係数 | 室温 | 16.0 x 10⁻⁶ /°C | 8.9 x 10⁻⁶ /°F |
磁気透過率 | 室温 | 1.0 - 1.2 | - |
430ステンレス鋼の密度と融点は、高温での構造の完全性が要求される用途に対する適合性を示しています。熱伝導率と比熱容量は、熱伝達用途での効果的な性能を示唆しています。
耐腐食性
腐食性物質 | 濃度(%) | 温度(°C/°F) | 耐性評価 | 注記 |
---|---|---|---|---|
塩素化合物 | 3-5% | 20-60 °C / 68-140 °F | 普通 | ピッティングのリスク |
酢酸 | 5-10% | 20-40 °C / 68-104 °F | 良好 | 適度な耐性 |
硫酸 | 10% | 20-40 °C / 68-104 °F | 不良 | 推奨しない |
大気 | - | - | 優秀 | 良好な耐性 |
430ステンレス鋼は大気腐食や特定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やクレバス腐食に対して脆弱です。304や316などのオーステナイトグレードと比べると、特に海洋環境では攻撃的な腐食性物質に対する耐性が低いです。
耐熱性
特性/限界 | 温度(°C) | 温度(°F) | 備考 |
---|---|---|---|
最大連続使用温度 | 815 °C | 1500 °F | 間欠的な使用に適しています |
最大間欠使用温度 | 870 °C | 1600 °F | 短期間の曝露に耐えられます |
スケーリング温度 | 900 °C | 1650 °F | この温度を超えると酸化のリスクがあります |
高温では、430ステンレス鋼は強度を維持しますが、酸化が発生する可能性があります。高温への間欠的な曝露が要求される用途に対しては十分な性能を持っていますが、劣化を防ぐためには継続的な曝露は避けるべきです。
加工特性
溶接性
溶接プロセス | 推奨充填金属(AWS分類) | 一般的なシールドガス/フラックス | 注記 |
---|---|---|---|
TIG | ER430 | アルゴン | 適切な技術で良好な結果 |
MIG | ER430 | アルゴン + CO2 | ひび割れを避けるために予熱が必要 |
430ステンレス鋼の溶接は、ひび割れの可能性があるため、難しい場合があります。これら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推奨されます。適切な充填金属を使用し、互換性と性能を確保する必要があります。
切削性
切削パラメータ | [430ステンレス鋼] | [AISI 1212] | 注記/ヒント |
---|---|---|---|
相対切削性指数 | 60% | 100% | 中程度の切削性、鋭い工具が必要 |
一般的な切削速度(旋盤加工) | 30 m/min | 60 m/min | 加工硬化を防ぐために低速使用 |
430ステンレス鋼の切削性は中程度です。最適な結果を得るためには鋭い工具と適切な切削速度が必要です。加工硬化が問題となる場合があり、切削パラメータの慎重な制御が求められます。
成形性
430ステンレス鋼は良好な成形性を示し、さまざまな成形プロセスに適しています。冷間成形が可能ですが、過度な加工硬化を避けるために注意が必要です。加工中にひび割れを防ぐため、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 / 1470 - 1650 °F | 1-2時間 | 空気または水 | 内部応力を解放し、延性を改善 |
430ステンレス鋼の熱処理、特に焼鈍は、その延性を高め、内部応力を減少させます。このプロセスは微細構造を変化させ、良好な成形性が要求される用途での全体的な性能を改善します。
典型的な用途と最終利用
業界/セクター | 特定の応用例 | この用途で利用される主要な鋼の特性 | 選定理由(簡潔に) |
---|---|---|---|
自動車 | 排気システム | 耐腐食性、成形性 | コスト効果が高く耐久性がある |
キッチン用品 | シンクや機器 | 美的魅力、清掃の容易さ | 良好な耐腐食性 |
建築 | 外装とトリム | 美的特性、適度な強度 | コスト効果が高く視覚的に魅力的 |
医療機器 | 手術器具 | 生体適合性、耐腐食性 | 衛生と耐久性に必須 |
自動車用途では、430ステンレス鋼は、特に排気システムにおいて、コストと性能のバランスが評価されています。キッチン用品では、その美的魅力と清掃の容易さが人気の理由です。
重要な考慮事項、選定基準、およびさらなる洞察
特性/特性 | 430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注記 |
---|---|---|---|---|
主要な機械的特性 | 適度な強度 | 高い強度 | 高い強度 | 304と316はより良い強度を示します |
主要な耐腐食特性 | 塩素に対して普通 | 塩素に対して良好 | 塩素に対して優秀 | 316は海洋環境で優れています |
溶接性 | 中程度 | 良好 | 良好 | 430は慎重な取り扱いが必要です |
切削性 | 中程度 | 良好 | 中程度 | 304は加工が容易です |
成形性 | 良好 | 優秀 | 良好 | 304はより良い成形性を提供します |
ほぼ相対コスト | 低い | 中程度 | 高い | 430はコスト効果が高いです |
典型的な入手可能性 | 一般的 | 非常に一般的 | 一般的 | 304は広く入手可能です |
430ステンレス鋼を選定する際の考慮事項には、コスト効果、入手可能性、および用途に必要な特定の機械的および耐腐食特性が含まれます。多くの用途に適していますが、304や316のような代替品が、より高い腐食リスクのある環境や、優れた機械的特性が必要な場合に、より適切である可能性があります。
まとめると、430ステンレス鋼はコストと性能のバランスが取れた多用途の材料であり、広範な用途に適しています。その独自の特性と特徴は、プロジェクトの要件に対して慎重に評価する必要があります。最適な性能と耐久性を確保するために。