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UNS S31803 (二相鋼2205):同等、機械的性質

時刻:2025-08-13

UNS S31803は、一般に二相鋼2205またはA182 F51として知られるフェライト-オーステナイト系 のバランス型ステンレス鋼で、300系オーステナイト系 よりも著しく高い強度と、著しく改善された耐塩化物孔食 性、耐隙間腐食性、耐応力腐食割れ性を併せ持つ。S31803は、経済的なニッケル含有量で高い 機械的性能と耐局部腐食性が要求される石油・ ガス、石油化学、海水淡水化、海洋用途の多く に使用され、業界の主力製品となっている。

UNS S31803とは?

UNS S31803は、二相鋼 (公称「2205」)で、従来のオーステナイト系ステンレ ス鋼に比べ、高強度と耐局部腐食性をバランスよく 向上させるために開発された。固溶化熱処理により、フェライト相 (体心立方)とオーステナイト相 (面心立方)がほぼ等しい割合で混在する二相組織となる。この二相組織により、S31803は、機械的強度、靭性、塩化物による破壊に対する耐性を特徴としています。

冶金学と微細構造

二相鋼の概念は、フェライト相とオーステナ イト相の両方を意図的に保持するものである。フェライト相は、高い耐力と耐応力腐食割れ性 (特に塩化物や酸っぱい環境での耐食性)に寄与 し、オーステナイト相は延性と靭性に寄与する。制御された化学成分-300シリーズに比べ高いクロムとモリブデン、および窒素添加-は、耐孔食性等価数(PREN)を高め、高ニッケル合金のようなコスト上のペナルティなしに耐局部腐食性を向上させる。バランスの取れたミクロ組織を維持し、特定の熱窓で形成される脆化相(シグマ、カイ)を回避するには、適切な熱処理(溶体化処理と焼き入れ)と制御された溶接が必要である。

UNS S31803 化学成分 (代表的範囲)

以下は、S31803 / 2205ファミリーの業界データシートと規格範囲から組み立てた実用的な組成表です。

エレメント 典型的な範囲(wt.%)
カーボン(C) ≤ 0.03
クロム(Cr) 21.0 - 23.0
ニッケル(Ni) 4.5 - 6.5
モリブデン (Mo) 2.5 - 3.5
マンガン (Mn) ≤ 2.0
ケイ素 (Si) ≤ 1.0
リン (P) ≤ 0.03
硫黄 (S) ≤ 0.02
窒素(N) ~0.08~0.20(一般的、多くのデータシートは0.10~0.20を示す)

合金化における重要な役割

  • Cr (21-23%)一次不動態皮膜形成剤:一般的な耐食性を高め、PRENに貢献。

  • モリブデン (2.5-3.5%)耐孔食性と耐隙間腐食性を向上させる。

  • n (~0.08-0.20%)オーステナイトを安定させ、強度を高め、耐孔食性を向上させる。

  • ニッケル (4.5-6.5%)高Ni合金よりもコストを抑えながら、オーステナイト生成と延性をバランスさせている。

UNS S31803 プレート、ASTM A240 UNS S31803 シート
UNS S31803 プレート、ASTM A240 UNS S31803 シート

UNS S31803 機械的性質(代表値/最小値)

S31803は、二相組織により、典型的なオース テナイト系鋼種よりも大幅に高い降伏強度を示し ている。

プロパティ 代表値 / 最小値 (アニール処理、20 °C)
極限引張強さ(UTS) ~620MPa(分)
降伏強さ(0.2%オフセット) ~450MPa(最小)
伸び(A50mm) ≥ 25%
硬度(ブリネル) ≤ ~290 HB
密度 ~7.8 g/cm³

(数値はテクニカル・データ・シートおよび標準製品データ・シートから照合。設計値には認証された製造試験証明書を使用)。

工学的な意味合い: S31803は、316L/316と比較して、許容応力が高い、あるいは断面の厚みを薄くする設計が必要な場合、一般的に同じ形状でより薄い部品や高い定格圧力を可能にします。

UNS S31803 腐食性能 - PREN、孔食、SCC

PREN(耐孔食性等価数) は比較ランキングによく使われる:

PREN%Cr+3.3×%Mo+16×%N

二相鋼2205 (S31803系)の標準的なPRENは、Moと Nの正確さにもよるが、30台半ば (≈ 30-40)であることが多い。これは、316 (PREN≈ 20台半ば)よりも著しく高く、二相鋼が塩化物孔食や隙間 腐食に対してより耐性があることを示している。

応力腐食割れ(SCC): 二相鋼は、フェライト相を含有し、微細構造が 強化されているため、304/316オーステナイト相 よりも塩化物応力腐食割れ(SCC)の影響をはるかに 受けにくい。実験室での評価(メーカーのデータシート) では、2205はオーステナイト系鋼種で破壊を引 き起こすような温度や塩化物レベルでもSCCに 耐える広い使用範囲を示している。とはいえ、設計者は特定の使用条件(温度、 塩化物レベル、応力、隙間)を評価しなければな らない。

UNS S31803 規格、仕様および同等品

国際的な共通呼称と同等物:

  • 国連:S31803(より厳密な組成にはS32205も)。

  • EN / DIN: 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3)。

  • ASTM / ASME:A182 F51 (鍛造品用)、棒/板/管は製品形状により A479 / A240 のバリエーションがある。

  • 商号:SAF 2205® (Sandvik / Alleima), Duplex 2205 (general).

重要な注意事項 現在、多くの工場がUNS S31803と、より厳しいS32205の両制限を満たす材料を製造しており、メーカーはしばしば二重認証製品(S32205はS31803を満たすが、その逆は必ずしも正しくない)を供給している。この区別は、重要な腐食サービスにとって重要である。

UNS S31803と他の鋼の比較(実用的な比較)

S31803は2205と同じですか?

はい S31803 は、二相鋼2205系に使用されるUNS呼称 のひとつである。S31803とS32205は、2205 系統の2つのUNS呼称で、S32205は、より厳格 で保証の高い化学的性質(最小Nが高く、最上 端ではCr/Moが高い場合もある)を示す。多くのメーカーがS32205に認定された材料を供給しているが、これは自動的にS31803の制限を満たしている。

S31803とS32205の比較

  • S32205 (F60) 通常、S31803 よりも高い最小N とCr/Mo/N の厳格な制御が保証され、より広範なS31803 よりも予測可能な耐孔食性が保証される。最大限の耐孔食性を要求する仕様の場合は、S32205またはデュアル認証を要求する。

S31803 vs SS316 (AISI 316 / 316L)

  • 強さだ: S31803の降伏強度は316の約2倍である。

  • 腐食: S31803は、耐孔食性/耐クレバイス性に優れ、塩化物環境下での耐SCC性もはるかに優れている(PRENが高い)。

  • コストだ: 2205は通常、1キログラム当 たりのコストは316より高いが、腐食・故障リ スクの低減と薄肉化による軽量化により、ライフ サイクル・コストの節約につながることが多 い。

UNS S31803 vs F51

  • F51 は、実質的にS31803 二相鋼に対応するASTM A182の命名法であり、配管、 フランジ、鍛造部品に使用される。

製品フォーム、加工および溶接に関する注意事項

フォームあり: 板、薄板、コイル、パイプ、管、シームレス バー、鍛造継手、フランジ、ファスナー。二相鋼2205は世界の主要工場で生産され、 サービスセンターで在庫されている。

溶接: 二相鋼は、適切な消耗品と手順で入熱とパス間温 度を管理し、不要な金属間化合物の生成を回避すれ ば、標準的なアーク溶接法(GTAW、SMAW、 GMAW)で良好に溶接できる。必要な溶接特性に応じて、適合する金属フィラー (ENiCrMo系または二相鋼フィラーなど)を推奨する。多くの加工部品では、溶接後の溶体化焼鈍は 通常必要ないが、重要な圧力機器については、 加工業者が溶接後処理およびPWHTを評価しなけれ ばならない。

成形する: 冷間成形は可能だが、より大きな曲げ半径 と適切なスプリングバック許容量が必要である。

代表的な用途と分野別使用例

S31803 / 2205は、強度と耐食性のバランスが求められる場所で広く使用されている:

  • 石油・ガスライザー、海底チューブ、チョーク、バルブ、フランジ、マニホールド(塩化物およびH₂S環境に対する耐性)。

  • 海水淡水化塩化物による孔食が危険な配管や熱交換器。

  • 化学処理・紙パルプ塩化物を含むプロセスストリームを扱う装置。

  • マリン&オフショア海水システム、デッキフィッティング。

  • 発電・熱交換器より高い熱伝導性と強度が有用な場合。

世界の価格スナップショット(2025年) - 範囲、背景、注意点

警告だ: ステンレス鋼価格は、原材料サーチャージ(ニッケル、モリブデン)、運賃、関税、地域需給によって日々変動する。これらの数値は2025年中 期のスナップショットを示すものであり、常に最新 の製造所相場とINCOTERMSを要請すること。情報源と販売業者のリストには、製品の形状(コイル、板、棒、パイプ)、数量、認証レベルによって幅広い範囲が示されている。

地域 2025年の目安価格帯(米ドル/トン) 出典
中国 - FOB (熱間圧延/コイル/プレートスポット) ~1,200~2,000米ドル/トン (2205のサプライヤーのマーケットプレイスで示される典型的な範囲) 中国製 / サプライヤー一覧
インド-ムンバイ工場出荷例 ~1,200~2,200米ドル/トン (現地の在庫店の相場はサイズによって異なる) 国内サプライ&サービスセンターの見積もり
ヨーロッパ - 工場・サービス拠点案内 ~1,600~3,000米ドル/トン (欧州ミルとサーチャージ・モデル - 物流と合金のサーチャージが高い) Outokumpuのサーチャージとマーケットデータ
アメリカ - 代理店 / 販売店リスト ~1,500~3,500米ドル/トン (パイプ/鋼板のカタログ価格の一部を含む。関税と国内工場価格は範囲に影響する)

文脈上のドライバー(2025年):

  • ニッケルとモリブデンの価格変動が二相鋼の プレミアムを上下させる。

  • 地域的な保護措置(関税)や輸送コストが大きな価格差を生むこともある(最近の貿易報告参照)。

実践的な調達のヒント 基本鋼材価格、ニッケル/月割額、試験/認証費用、梱包材、運賃など、見積もり間の違いの大半はこれらの項目で説明できる。

調達・供給 - MWalloys company note

私はこの文章を、以下の専門家として書いている。 MWA合金 (メーカー&グローバルサプライヤー)。MWalloys社は、二相鋼2205 (UNS S31803 / 1.4462)の棒材、板材、パイプ、継手を中国工場から供給しています。MWalloyの価値ある提案にご期待ください:

  • 工場出荷時の価格: 直接工場(100%工場価格優位性)-中間マージンなしで生産・販売します。

  • 在庫とリードタイム 標準的な棒/板の在庫納期は、OEMの納期よりも早くなります(具体的な納期は、注文サイズと認証によって異なります)。

  • 品質と認証: MWalloysはミルテスト証明書(必要な場合はEN 10204 / 3.1)と出荷し、要求に応じてNDE / PMI /検査を提供することができます。

  • 輸出経験: 圧力機器、配管、ファスナーを国際的なOEMに供給してきた長年の実績があり、梱包、輸出コンプライアンス、ドキュメンテーションの経験がある。

(MWalloysからのオーダーメイドのお見積もりをご希望の場合は、製品形態、サイズ、数量、必要な認証をメッセージにご記入ください。)

よくあるご質問

1) S31803とS32205の注文の違いは何ですか?
S32205は、成分制限が厳しくなっています(保証Nが高く、Cr/Moが厳しい場合もあります)。最大限の耐局部腐食性が要求される場合は、S32205 (またはS32205/S31803)を指定してください。そうでない場合は、S31803を使用することができ、より安価な場合もあります。

2) S31803は酸っぱい(H₂S)環境で使用できますか?
S31803は、多くのオーステナイト系鋼種より も硫化物応力割れに対する耐性が高いが、酸洗 での使用はNACE MR0175 / ISO 15156ガ イドラインに照らして評価する必要があり、環 境および機械的応力条件に従う必要がある。二相鋼のなかには、酸洗熱処理に適 合するものもある。

3) 二相鋼2205と熱交換器用316Lとの比較は?
2205は強度が高く、耐孔食性に優れ ている。熱交換器の設計者は、塩化物含有量が懸念 される場合や薄肉化が望まれる場合に2205を選択す ることが多い。熱伝導率はオーステナイト系よりやや高く、有利である。

4) 二相鋼用の溶接消耗品はありますか?
はい-要求される溶接部の特性および耐食性に 応じて、適合する二相鋼フィラーまたはニッケル 系フィラーを使用する。入熱とパス間温度を制御し、位相バランスを 維持する。

5) どのような非破壊検査と証明書が付属していますか?
代表的な文書MTC(EN10204-3.1)、PMI報告書、UT/RT/MT(該当する場合)、硬度および引張試験報告書。重要なプロジェクトの場合は、RFQ時に完全なトレーサビリティと試験範囲を要求する。

6) S31803は磁性体ですか?
二相鋼は、フェライト相により磁性を帯び るが、完全なフェライト鋼種よりは磁気 応答が小さい。磁性は、加工や冷間加工によって若干変化する。

7) 使用温度限界はどの程度か?
二相鋼は、連続使用では~300-325 °Cま で良好な性能を示すが、高温になると相変化 が起こり靭性が低下する。極低温サービスでは、二相鋼は良好な靭性 を保持するが、適用限界についてはメーカーの データを確認すること。具体的な温度限界については、常に供給元 のデータシートを参照すること。

8) 合金が正しいかどうかを到着時にテストするには?
元素の確認とMTCのレビューには、Positive Material Identification (PMI) / XRFを使用してください。重要な部品については、仕様に従った完全な化学的および機械的試験報告書を提出すること。

9) S31803は冷間加工できますか?
300シリーズよりスプリングバックが大きく、成形性が劣る。冷間加工は強度を高め、耐食性を若干低下させるが、加工後の応力除去や表面仕上げは考慮すべき点である。

10) 一般的に必要とされる環境規制や承認はあるか?
石油・ガスまたは圧力容器を使用する場合、顧客は一般的にASME、NACE MR0175/ISO15156、PED(欧州)、およびプロジェクト固有の資格への準拠を要求します。常にRFQで規制の必要性を確認してください。

UNS S31803 仕様・規格一覧表

スタンダード/スペック 同等の呼称
UNS S31803 デュプレックス 2205 (オリジナル UNS キャプション)
UNS S32205 よりタイトな二重構造2205バリエーション(多くの場合二重認証)
EN / DIN 1.4462 / X2CrNiMoN22-5-3
ASTM A182 F51 (鍛造品用); A479/A240 (棒鋼/板材用) (製品固有)
商号/工場名 SAF 2205® (Sandvik / Alleima), 二相2205

(エンジニアリング調達の場合は、常に正確な規格と要求される検査/認証クラスを明記すること)。

クロージング調達チェックリスト(バイヤー用)

  • 指定する 正確なUNS/EN/ASTM キャプションの有無 S32205 の認証が必要である。

  • リクエスト MTC (EN 10204-3.1)PMI、NDEスコープをRFQに記載。

  • 明確にする 製品形態 (プレート/コイル/パイプ/バー)、寸法、表面仕上げ、公差。

  • 頼む 行項目 合金サーチャージを含む。

  • 確認 ウェルドフィラー の要件と、加工後に熱処理またはPWHTが必要かどうかを確認する。

  • 短納期:サプライヤーの在庫状況と、リードタイムを短縮するために保税在庫からの出荷が可能かどうかを確認する。

権威ある参考文献

声明この記事は、MWalloysの技術専門家であるイーサン・リーの査読を経て掲載された。

MWalloys エンジニア ETHAN LI

イーサン・リー

グローバルソリューションディレクター|MWalloys

イーサン・リーはMWalloysのチーフ・エンジニアで、2009年より現職。1984年生まれの彼は、2006年に上海交通大学で材料科学の工学学士号を取得し、2008年にパデュー大学ウェストラファイエット校で材料工学の工学修士号を取得した。MWalloys社での過去15年間、イーサンは高度な合金配合の開発を主導し、分野横断的な研究開発チームを管理し、厳格な品質とプロセスの改善を実施し、同社の世界的な成長を支えてきた。研究室の外では、熱心なランナー、サイクリストとしてアクティブなライフスタイルを維持し、家族と新しい目的地を探索することを楽しんでいる。

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