オーステナイト系ステンレスの特徴

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代表鋼種には18-8ステンレス(18Cr-8Ni)ともいわれるSUS304があります。オーステナイト系のステンレスは、冷間加工だけで硬化し、熱処理を行っても硬化せずに、かわりに軟化します。このオーステナイト組織は、熱処理の状態では磁性はありませんが、冷間加工では少しの磁性を見せます。こうした加工後でも磁性がないものもあります。

500〜800℃に加熱すると結晶粒界にクロム炭化物が析出してくるという欠点があり、粒界腐食(金属組織を構成する粒と粒の境界線から腐食していく)の原因となります。これを防ぐために、炭素量を減らしたり、チタンやニオブなどの安定化元素を添加して、クロムの代わりにこれらの物質と炭素を結び付けてクロム炭化物の生成を抑える方法があります。耐摩耗、耐食が必要な場合は、浸炭や窒化して用いることがあります。

Niを含有しているので、常温でもオーステナイトの組織が安定している材料で、またCrとNiの含有量が多いことから、耐食性、耐熱性に優れます。低温じん性にも優れます。応力腐食割れ感受性が高いという欠点については、添加元素により改良されている鋼種もあります。

耐食性、加工性、溶接性など他のステンレス鋼材種で最も優れますが、焼入硬化性がない為、強さや硬さの面では他種に劣る部分や欠点もあります。ただ総じて優れた性質を発揮するため、用途や利用領域が広いステンレスと言えます。添加元素のバリエーションも豊富で、多種多様なステンレスの種類があります。

まとめると、

  • 一般に磁性はありません(非磁性)。
  • 焼入によって硬化しません。
  • 非酸化または還元性雰囲気の中で耐食性が悪くなる点を、Niを加えることによって改善したもので、ステンレス鋼材中オーステナイト系が最も優れています。
  • 固溶化熱処理状態では展延性に優れ、かつ降伏点も低いので高度の加工が可能です。
  • 加工硬化が著しいのでこの性質を利用してバネや強靭鋼としても使用できます。
  • 固溶化熱処理状態では非磁性ですが、強い(冷間)加工により弱い磁性をもつようになります。
  • 高延性、高靭性、冷間加工による高強度化が可能です。
  • 低温下でも衝撃値の劣化がないため、低温用材料として有用です。
  • 高温下での耐酸化性、高温強さに優れ、耐熱鋼としても使用できます。