EN 1.4404 と EN 1.4408 ステンレス鋼: 機械的特性の比較

1 つの家族から 2 つの学年

EN 1.4404 は、プレート、シート、ストリップ、バー、ワイヤー、チューブとして供給される鍛錬オーステナイト系ステンレス鋼です。欧州での指定は X2CrNiMo17-12-2 で、AISI 316L 組成に相当します。 EN 1.4408 は、GX5CrNiMo19-11-2 という名称の鋳造オーステナイト系ステンレス鋼で、鋳物としてのみ製造され、ASTM A351 CF8M グレードに対応します。どちらも同じモリブデン含有 18-8 ファミリーに属しているため、塩化物および弱酸での腐食挙動はほぼ同様です。

決定的な違いは製造ルートです。. 1.4404 は熱間または冷間で成形され、再結晶化されるため、高い延性と良好な溶接性を備えた均一で完全に緻密な細粒構造が得られます。. 1.4408 は砂またはインベストメント型に流し込まれるため、その構造はより粗く、制御されたフェライト分率を含み、深部成形や絞り加工ができません。

一目でわかる構成と構造

1.4404 は、約 17% のクロム、11% のニッケル、2% のモリブデンを含み、炭素は最大 0.030% に抑えられた低炭素鍛造グレードです。

1.4408 は鋳造グレードです。その名称 GX5CrNiMo19-11-2 は、約 19% のクロムと 11% のニッケルを示しており、鋳造仕様では鍛造グレードよりも高い炭素レベルが許可されています。

どちらのグレードにも約 2% のモリブデンが含まれています。モリブデンは、塩化物環境における孔食や隙間攻撃に対する耐性を担う元素です。

鍛造製品は、焼きなまし後は完全にオーステナイトになります。鋳造製品はオーステナイト系であり、鋳造工場での高温割れに対する耐性を向上させる意図的なフェライト含有量を備えています。

どちらのグレードも熱処理によって硬化することはできず、供給された状態ではどちらも本質的に非磁性です。

機械的特性を並べて表示

財産	EN 1.4404、鍛造 316L	EN 1.4408、キャスト CF8M
製品形態	板、棒、チューブ、コイル	鋳物のみ
引張強さRm	480～700MPa	440～690MPa
最小降伏強さ Rp0.2	170 MPa	220 MPa
伸び A5	40%以上	20%以上
硬度	215 HBW 以下	230 HBW 以下
室温でのシャルピー V 衝撃	100Jを超える	60J以上
密度	8.0kg/dm3	7.9-8.0kg/dm3
使用温度範囲	−196度〜550度	通常最大 450 度
溶接性能	優れており、溶接後の焼きなましは必要ありません	溶接後に適度な熱処理が必要な場合があります

2 つの条件を念頭に置いて表を読んでください。降伏強度は鍛造グレードの厚さに依存するため、最も厚く最も柔らかい製品形状には 170 MPa の最小値が適用されます。薄い冷間圧延ストリップでは、指定された Rp0.2 は 240 MPa に上昇します。鋳物の場合、特性値は個別に鋳造されたテストブロックで保証されており、鋳物自体の特性は断面サイズ、供給品質、熱処理によって異なります。

鋳造特性と鍛造特性が異なる理由

粒子構造。鍛造 1.4404 は再結晶化されて細かく均一な粒子になります。これが、伸びが 40% を超え、シャルピー値が 100 J を超える主な理由です。

多孔性と偏析。鋳物には収縮気孔と微小偏析が含まれる場合があり、これらは両方とも疲労亀裂の開始点として機能し、衝撃エネルギーを低減します。

高炭素。鋳造グレードはより多くの炭素を許容するため、溶接後の熱処理を適用しない限り、溶接の熱影響部にクロム炭化物が形成され、粒界腐食耐性が低下する可能性があります。

低温限界。鍛造 1.4404 は -196 度まで強度を維持しますが、鋳造 1.4408 は通常、より高温での使用に制限され、典型的な上限は 450 度近くになります。

成形性。プレート、チューブ、バーは、ストックから曲げ、丸め、絞り、機械加工することができます。鋳物はニアネットシェイプに製造され、その後機械加工によって仕上げられなければなりません。

適切なグレードの選択

コンポーネントが溶接、圧延、または絞り加工される場合、熱サイクルを通じて圧力を保持する必要がある場合、周囲温度以下で動作する場合、またはコードで認定された伸びを備えた鍛造材料が必要な場合は、EN 1.4404 を選択してください。用途には、圧力容器、熱交換器シェル、プロセス配管、貯蔵タンク、構造フレームなどがあります。

バルブ本体、ポンプケーシング、インペラ、バタフライディスク、大型継手、内部通路を備えたマニホールドブロックなど、形状が複雑すぎたり、固体から機械加工するには無駄が多すぎる場合には、EN 1.4408 を選択してください。鋳造により、鍛造ストックでは不経済または不可能となる壁厚の変化や内部ギャラリーが可能になります。

2 つのグレードを自由に交換することはできません。鋳造品が設計コードに受け入れられ、保証された機械的特性、特に伸びと衝撃エネルギーが設計範囲内に留まる場合にのみ、鋳造品を鍛造部品の代わりに使用できます。機械加工または溶接されたコンポーネントが指定されている場合、鍛造 1.4404 が通常の選択のままです。

よくある質問

Q: EN 1.4404 は EN 1.4408 よりも優れていますか?
どちらの方が一般的に優れているというわけではありません。. 1.4404 延性と靭性により、溶接構造や圧力保持構造では強度が高くなりますが、複雑な鋳造形状には 1.4408 が実用的な選択肢です。

Q: EN 1.4404 の代わりに EN 1.4408 を使用できますか?
鋳造品が許容され、保証された機械的特性、特に伸びが設計要件を満たしている場合に限ります。機械加工されたコンポーネントや激しく溶接されたコンポーネントの場合は、通常 1.4404 が推奨されます。

Q: 鋳造 CF8M の降伏強度は高いのに、伸びが低いのはなぜですか?
鋳造組織にフェライトが含まれ結晶粒が粗大になるため、耐力は向上しますが、塑性変形が抑制されるため、A5は40％以上から20％程度に低下します。

Q: どちらのグレードも塩化物孔食に対して同等に耐性がありますか?
モリブデン含有量が類似しているため、耐孔食性も類似しています。化学物質だけが性能を決定するわけではありません。鋳造肌、溶接熱の色合い、および表面仕上げはすべて、孔食が始まる場所に影響します。

Q: 1.4408 には溶接後の熱処理が必要ですか?
多くの場合、そうです。鋳造グレードにはより多くの炭素が含まれるため、熱影響部の粒界腐食耐性を回復するために、溶接後に溶体化処理または安定化処理が指定されることがよくあります。

Q: 2 つのグレードを相互に溶接できますか?
はい。適合する低炭素オーステナイト溶​​加材は、鍛造 1.4404 と鋳造 1.4408 の間の接合に適しており、得られた接合は通常のオーステナイト溶​​接部として動作します。