443ステンレス鋼:特性と主要な応用
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443 ステンレス鋼は奥式ステンレス鋼に分類され、高いクロムとニッケル含有量が特徴で、優れた耐腐食性と機械的特性に寄与しています。この鋼種は通常、約 18% のクロムと 10% のニッケルを含み、少量のマンガン、シリコン、カーボンが加わります。これらの合金元素の存在は、強度、延性、酸化および腐食に対する抵抗を強化します。
包括的な概要
443 ステンレス鋼は主に強度と耐腐食性のバランスが評価されており、特に湿気や腐食性物質にさらされる環境でのさまざまな用途に適しています。その独特な組成により、高温でも構造的な完全性を維持でき、自動車の排気システムや熱交換器などの用途で重要です。
利点:
- 耐腐食性:大気中の腐食や多くの化学物質に対して優れた耐性があり、屋外用途に理想的です。
- 高強度:高温でも強度を保持し、高応力用途に適しています。
- 延性:優れた成形性と溶接性があり、多様な製造プロセスが可能です。
制限事項:
- コスト:一部の低グレードのステンレス鋼と比較して高コストです。
- 加工硬化:加工硬化特性のため、加工が難しい場合があります。
- 高温性能の制限:中程度の温度では良好に機能しますが、他の高温合金と比較すると極端な熱用途には適さない場合があります。
歴史的に、443 ステンレス鋼は自動車、建設、食品加工などのさまざまな業界で利用されてきました。その市場ポジションは強固であり、特に腐食性環境での信頼性のあるパフォーマンスが求められる分野での需要が高いです。
代替名、規格、及び同等物
標準組織 | 指定/グレード | 発祥国/地域 | 備考/注記 |
---|---|---|---|
UNS | S44300 | アメリカ | AISI 443 に最も近い同等物 |
AISI/SAE | 443 | アメリカ | 304 との組成の違いがわずか |
ASTM | A240 | アメリカ | ステンレス鋼プレートの標準仕様 |
EN | 1.4510 | ヨーロッパ | わずかな変動のある AISI 443 の同等物 |
JIS | SUS443 | 日本 | AISI 443 に類似の特性 |
ISO | 443 | 国際的 | このグレードの一般的な指定 |
これらの同等グレードの違いは特定の用途における性能に影響を与える可能性があります。たとえば、AISI 304 はより一般的ですが、443 ステンレス鋼と比較すると特定の環境で同じレベルの耐腐食性を提供しない場合があります。
主要特性
化学組成
元素(記号と名称) | 割合範囲(%) |
---|---|
Cr(クロム) | 17.0 - 19.0 |
Ni(ニッケル) | 8.0 - 10.0 |
Mn(マンガン) | 1.0 - 2.0 |
Si(シリコン) | 0.5 - 1.0 |
C(カーボン) | 0.03 max |
P(リン) | 0.045 max |
S(硫黄) | 0.03 max |
443 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(Cr):耐腐食性を強化し、保護的な酸化層の形成に寄与します。
- ニッケル(Ni):靭性と延性を向上させ、成形性を向上させます。
- マンガン(Mn):脱酸剤として機能し、特に高温での強度を強化します。
機械的特性
特性 | 条件/温度 | 典型的な値/範囲(メトリック - SI 単位) | 典型的な値/範囲(インペリアル単位) | テスト方法の基準標準 |
---|---|---|---|---|
引張強度 | 焼なまし | 520 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
降伏強度(0.2%オフセット) | 焼なまし | 210 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
伸び | 焼なまし | 40% | 40% | ASTM E8 |
硬さ(ロックウェル B) | 焼なまし | 80 - 90 HRB | 80 - 90 HRB | ASTM E18 |
衝撃強度 | -40°C | 40 J | 29.5 ft-lbf | ASTM E23 |
443 ステンレス鋼の機械的特性は、高強度と延性を必要とする用途に適しています。その引張強度により、重要な荷重に耐えられ、伸びは良好な延性を示し、成形プロセスに最適です。
物理的特性
特性 | 条件/温度 | 値(メトリック - SI 単位) | 値(インペリアル単位) |
---|---|---|---|
密度 | 室温 | 7.9 g/cm³ | 0.285 lb/in³ |
融点 | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
熱伝導率 | 室温 | 16 W/m·K | 92 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 | 0.000014 Ω·in |
密度や熱伝導率などの重要な物理特性は、熱交換器の用途において重要です。融点は、高温用途に対する鋼の適性を示し、比熱容量は熱的安定性に影響を与えます。
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 | 3-10 | 20-60 / 68-140 | 良好 | ピッティングのリスク |
硫酸 | 10-20 | 20-40 / 68-104 | 普通 | SCC に対して感受性がある |
酢酸 | 5-10 | 20-50 / 68-122 | 良好 | 中程度の耐性 |
海水 | - | 20-30 / 68-86 | 優れた | 非常に強い耐性 |
443 ステンレス鋼はさまざまな腐食性環境に対して優れた耐性を示し、特に海洋アプリケーションでは塩素化合物に対する耐性があります。しかし、硫酸の濃度が高い環境では応力腐食割れ(SCC)に対して感受性がある場合があります。304 や 316 グレードと比較して、443 はピッティングおよび亀裂腐食に対する耐性が向上しており、特定の用途で優先される選択肢となっています。
耐熱性
特性/制限 | 温度(°C) | 温度(°F) | 備考 |
---|---|---|---|
最大連続使用温度 | 800 | 1472 | 中程度の熱に適しています |
最大間欠的使用温度 | 900 | 1652 | 短時間の曝露が可能です |
スケーリング温度 | 1000 | 1832 | これを超えると酸化のリスク |
高温では、443 ステンレス鋼は強度を保持し、酸化を防ぎ、自動車排気システムなどの用途に適しています。ただし、900 °C 以上の温度に長時間さらされると、スケーリングや機械的特性の劣化が起こる可能性があります。
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 | ER 308L | アルゴン | 適切な技術で良好な結果 |
MIG | ER 308L | アルゴン + CO2 混合物 | 薄いセクションに適しています |
スティック | E308L | - | 慎重な制御が必要です |
443 ステンレス鋼の溶接性は一般的に良好ですが、亀裂を避けるために予熱が必要な場合があります。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 | [443 ステンレス鋼] | ベンチマーク鋼(AISI 1212) | 注記/ヒント |
---|---|---|---|
相対加工性指数 | 50 | 100 | 鋭い工具が必要です |
典型的な切断速度 | 20-30 m/min | 40-50 m/min | 工具の摩耗に応じて調整 |
加工性は中程度であり、効果的に加工できるものの、加工硬化しやすいため、鋭い工具と適切な切削速度を使用する必要があります。
成形性
443 ステンレス鋼は成形性が良好で、冷間および熱間成形プロセスが可能です。ただし、加工硬化特性により、亀裂を防ぐために変形速度の慎重な制御が必要です。
熱処理
処理プロセス | 温度範囲(°C/°F) | 典型的な浸漬時間 | 冷却法 | 主な目的/期待される結果 |
---|---|---|---|---|
焼なまし | 1000 - 1100 / 1832 - 2012 | 1-2 時間 | 空気 | ストレスを解消し、延性を向上させる |
溶液処理 | 1050 - 1100 / 1922 - 2012 | 30 分 | 水 | 耐腐食性を高める |
焼なましなどの熱処理プロセスは、443 ステンレス鋼の延性及び靭性を大幅に向上させ、要求されるアプリケーションでのパフォーマンスを改善します。
典型的な用途及び最終用途
業界/セクター | 特定の使用例 | 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 | 高強度、耐腐食性 | 厳しい環境での耐久性 |
建設 | 建築要素 | 美観、構造的完全性 | 長持ちするパフォーマンス |
食品加工 | 機器および設備 | 耐腐食性、衛生 | 健康基準の遵守 |
海洋 | ボートの金具 | 塩水に対する耐性 | 海洋環境での耐久性 |
他の用途には:
* - 化学処理装置
* - 熱交換器
* - 圧力容器
これらの用途における 443 ステンレス鋼の選択は、優れた強度、耐腐食性、美的特性のバランスが主な理由です。
重要な考慮事項、選択基準及びさらなる洞察
特徴/特性 | 443 ステンレス鋼 | AISI 304 | AISI 316 | 簡潔な利点/欠点またはトレードオフの注記 |
---|---|---|---|---|
重要な機械的特性 | 高強度 | 中程度の強度 | 高強度 | 443 は特性のバランスを提供 |
重要な腐食特性 | 塩素に対して良好 | 中程度の耐性 | 優れた耐性 | 443 は特定の環境に適している |
溶接性 | 良好 | 優れた | 良好 | 443 は慎重な取り扱いが必要 |
加工性 | 中程度 | 良好 | 中程度 | 443 は加工硬化する可能性がある |
成形性 | 良好 | 優れた | 良好 | 443 はさまざまな成形プロセスに適している |
概算相対コスト | 中程度 | 低い | 高い | コストの考慮は用途によって異なる |
典型的な供給可能性 | 中程度 | 高い | 高い | 443 は 304/316 よりも一般的ではない場合がある |
443 ステンレス鋼を選択する際の考慮事項には、コスト効果、供給可能性、および特定のアプリケーション要件が含まれます。そのユニークな特性は、耐腐食性と強度が重要なニッチアプリケーションに適しています。さらに、安全要因も考慮しなければなりません特に高応力環境において。
まとめると、443 ステンレス鋼は、さまざまな用途に適した特性のユニークな組み合わせを持つ多用途の材料です。強度、耐腐食性、成形性のバランスは、挑戦的な環境で信頼性のあるパフォーマンスを求める産業において貴重な選択肢となっています。