ステンレス鋼板の等級：選択、特性、規格

一般的な構造物や食品に接触する用途向け、 AISI/SAE 304 / ASTM A240 プレートは、耐食性、成形性、コストのベストバランスを提供します。塩化物を多く含む環境、またはアグレッシブな化学環境には 316/316L (より高いモリブデン）。より高い強度と耐応力腐食性の向上が必要な場合は、以下を選択する。 二重 または 超二重.低腐食環境用の経済的な平らな製品は、以下を使用してください。 フェライト系鋼種（430など）耐熱部品や耐磨耗部品には、以下のものをお選びください。 マルテンサイト系（410など）.最終的な選定は、機械的要件、表面仕上げ、溶接性、標準規格要件（ASTM A240、EN 10088、JIS）に適合していなければならず、化学的および機械的要件については工場証明書で確認する必要がある。

ステンレス鋼板の「等級」が意味するもの

ステンレス鋼板の鋼種は、化学的性質、微細構造、 性能範囲を定義したものである。鋼種は、オーステナイト系 (304/316のような300系)、 フェライト系 (430のような400系)、マルテンサイト系 (410/420)、二相鋼 (2205、S31803)、超二相鋼 (2507、S32750)、および析出硬化系 または特殊合金系に分類される。オーステナイト系は高い靭性と成形性を持つが、 強度は中程度である。二相鋼は高い降伏強 度と単位コスト当たりの耐塩化物性が改善さ れている。これらの鋼種と平板製品の規格方法は、ASTM A240やEN 10088などの規格で体系化されている。

クイックリファレンス：用途別推奨グレード

(この表は購入時の略記として使用する。最終的な選択は、連続使用温度、塩化物暴露、機械的負荷に合わせること)

主要ステンレス鋼種

• 304 / 304L (uns s30400 / s30403) - 主力製品：～18% Cr、～8% Ni。良好な溶接性と成形性。

• 316 / 316L (uns s31600 / s31603) - Mo（≒2-3%）を添加し、耐塩化物性と耐孔食性を向上。海洋および化学産業で好まれる。

• 321 / 347 - 鋭敏化を避けるため、高温用にはTiまたはNbで安定化されている。

• 409 - 低合金フェライト系で、自動車排気システムによく使われる（経済的）。

• 410, 420 - マルテンサイト系、熱処理可能で、硬さが必要な場合に使用される。

• 430 - フェライト系、装飾/建築用、および一部の家電部品。

• 2205（デュプレックス） - バランスのとれた二相組織（～22% Cr、5～6% Ni、～3% Mo）で、高強度、耐塩化物性に優れている。

• 2507（スーパーデュープレックス） - CrとMoが高く、オフショア石油・ガスに使用される。

化学成分（一部グレード）

(これらは目安の範囲であり、必ず工場証明書と適切な規格を確認すること)。

機械的性質（典型的な板の状態）

(規格は最小値を示し、厚さによって異なる。正確な許容限界はASTM A240とEN 10088を参照のこと)。

腐食挙動とランキング

プレートに影響を与える主な現象：

• 一般腐食 - クロム含有量と環境によって制御される。

• ピッティング - モリブデンと窒素は耐性を向上させる（PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%Nは二重/超二重の有用な指標である）。

• 隙間腐食 - 表面の仕上げと隙間のデザインが重要である。

• 応力腐食割れ（SCC） - 塩化物＋引張応力環境では、オーステナイト系が懸念される。

実用ランキング（耐塩化物性が低い→高い）： フェライト系 430 / マルテンサイト系 410 → 304 → 316 → 二相鋼 2205 → 超二相鋼 2507 → ニッケル合金 (Alloy 625/825).設計選定にはPRENの予測を用いる。(塩化物の閾値と設計指針につい ては、特殊腐食ハンドブックとニッケル協会を参 照のこと)。

製造上の注意：成形、溶接、アニール、表面仕上げ

• 成形する： オーステナイト系は冷間ダクタイルでよく曲がるが、 フェライト系は延性が低く、急激に曲げると割れる ことがある。二相鋼は、フェライトとオーステナ イトの不均衡を避けるため、変形率を制御 する必要がある。

• 溶接： ほとんどのステンレス鋼板は、適合する溶加材 (例えば、ER308Lから304)で溶接される。低炭素鋼種 (304L/316L)は、溶接後の粒界腐食リ スクを低減する。二相鋼溶接には、厳密な入熱管理が必要 で、しばしば二相鋼フィラーを使用する。

• 熱処理： オーステナイト系鋼種は、一般に熱処理による硬化ができない（加工硬化が起こる）。マルテンサイト系鋼種は、熱処理によって硬度を高めることができる。二相鋼は、バランスを回復させるために、冷間加工を多用した後に溶体化焼鈍が必要である。

• 表面仕上げ： ミル仕上げにはHRAP、2B、BA、No.4、No.8があり、仕上げは洗浄性と腐食の発生に影響する。衛生的に使用する場合は、平滑仕上げ（No.4以上）を選ぶ。

• エッジの状態と厚さの許容誤差： これらはASTM/EN規格で標準化されており、POにはエッジのタイプ（シャーリング、ミルド）と公差クラスが記載されていることを確認してください。

規格と調達（仕様の決め方）

プレート購入の際、ご指定ください：

• 材料規格 (例 A240 / A480 圧力容器は特定の規格を参照）。

• グレードとUNS番号 (例えば、316L / UNS S31603）。

• 厚さ範囲、幅、長さの許容差。

• 表面仕上げとエッジの準備。

• 熱処理条件（アニール、溶体化処理）。

• 製粉試験証明書 タイプ3.1または3.2 (トレーサビリティ）。

• 追加テスト:PMI（Positive Material Identification）、粒界腐食（ASTM A262）、硬度、シャルピー衝撃（低温での使用が予想される場合）。

参考文献 国家規格(ASTM A240)、EN 10088ファミリー(平板製品)、国家仕様集(例：日本のステンレス鋼板/シートのJIS G4304)。

デュプレックスとスーパーデュプレックス：選択に関する考慮事項

二相合金(2205)は、オーステナイト組織とフェライト組織を併せ持ち、304/316の約2倍の降伏強度を持ち、塩化物環境における耐SCC性が改善されている。キーポイント

• 設計効率： 同等の強度（軽量化）のために、より薄いセクション。

• 溶接手順： 溶接手順と適合する溶加材を使用する。

• コストだ： 合金の含有量が多く、加工に手間がかかると価格は上がるが、ライフサイクルの節約になるため、過酷な環境（オフショア、化学処理）で選択することが正当化される場合が多い。

供給、公差、価格決定要因

プレートの価格ドライバー：

• 鋼種と合金元素（Ni、Mo、Cr） - NiとMoは高価であり、316は304より高価である。

• 厚さとプレートサイズ - 幅が広く板厚が厚いため、ベースコストが高くなり、曲げ・矯正加工が必要になる。

• 仕上げと特別検査 - 研磨仕上げ、認定熱処理、追加試験（PMIなど）は、リードタイムとコストを増加させる。

• 市場サイクル - ニッケルとモリブデンの価格変動は見積もりに影響します。

調達のヒント：許容可能な代替グレードを指定し、明確な化学的／機械的受け入れ基準と必要な試験証明書を含める場合に限り、サプライヤーに代替グレード（例えば、316対316L）の提案を許可する。

検査、トレーサビリティ、QA

最低限必要：

• ミルテスト証明書（MTC） タイプ3.1 化学的、機械的な結果を示す。

• 材料のトレーサビリティ - プレートにヒート／ロット番号、MTCが一致。

• 非破壊検査と破壊検査 必要であれば（ラミネーションのUT、現場検証のPMI、硬度）。

• 第三者検査 安全／プレッシャーサービスに関わる場合

実践的な10の選考シナリオ

1. キッチンのカウンタートップ／家電製品： 304または430（コストに制約がある場合）。

2. ボートの手すり/海洋継手： 塩分濃度が高い場合は316Lまたは二相鋼。

3. 化学プラントの熱交換器： メディアに応じて316L、317L、またはニッケル合金。

4. 塩化物環境における圧力容器： 二相2205または超二相2507。

5. 自動車の排気ガス： 409（経済的な耐熱フェライト鋼）。

6. 高温炉コイル： 310または309。

7. カトラリー／刃物 420 / 440C（マルテンサイト、熱処理）。

8. 建築用クラッド： 304/316 指定仕上げ（No.4 または PVDF コーティング）。

9. 衛生的な医薬品タンク 316L、電解研磨仕上げ。

10. オフショア・ライザー／バルブ 超二相合金またはニッケル合金（高価だが、寿命は正当化される）。

相関表：グレード→PREN（簡易指標）

(耐孔食性の比較にはPRENを使用する。塩化物使用では高い方が良い。設計前に実際の化学的性質を確認してください)。

一般的な仕上げと使いやすさ

よくあるご質問

1: 最も一般的に使用されているステンレス鋼の鋼種は何ですか？
グレード304 (ASTM A240)は、バランスの取れた耐食性、成形性、比較的安価なため、一般的な使用のための業界標準です。

2:どのような場合に304より316を指定すべきでしょうか？
塩化物や海洋性雰囲気で使用される場合は316/316Lを選択する。モリブデン含有により耐孔食性が向上する。

3: ASTM A240は何を対象としていますか？
ASTM A240は、圧力容器および一般平板製品用の板、薄板、帯鋼を目的とした多くのステンレス鋼種について、化学的性質および機械的性質を規定しています。ご注文の際は、必ず条項と鋼種を明記してください。

4: 二相鋼2205は、316と比較して強度はどう か？
二相鋼2205は、一般的に焼鈍316のおよそ2倍の降 伏強度を持ち、耐塩化物性は同等かそれ以上である。

5: ステンレス鋼板は磁気を帯びていますか？
多くのフェライト系およびマルテンサイト系鋼種は磁性を持つ。オーステナイト系(304/316)は一般に焼鈍状態では非磁性であるが、冷間加工後にわずかに磁性を帯びることがある。

6: 購入注文書にはどのような検査が必要ですか？
MTC（タイプ3.1）、PMI抜き取り検査、硬度、特定の腐食試験（ASTM A262）、または低温での使用が予想される場合は衝撃試験を指定する。

7: 食品/薬品タンクにはどの仕上げが最適ですか？
電解研磨または不動態化処理を施した高品質のNo.4仕上げは、最適な洗浄性と微生物付着の低減を実現します。

8: ステンレス板は錆びますか？
局部的な錆は、表面汚染、塩化物による攻撃、不動態皮膜の機械的損傷によって発生する。正しいグレードの選択と洗浄により、ほとんどの問題を防ぐことができる。

9: 板厚は耐食性にどのように影響しますか？
厚さ自体は、合金の単位あたりの耐食性を変えるものではないが、設計の詳細（隙間、熱影響部）は、厚い部分ほど重要になる。

10：304Lは304よりも優れていますか？
304Lは、溶接中の感作リスクを低減するために低炭素である;溶接後のアニールなしで溶接が予想される場合は304Lを指定します。

権威ある参考文献

• ニッケル協会 - ステンレス鋼板製品（EN & 用途概要）
• BSSA / EN 10088-2 - ステンレス平板製品の機械的性質の概要