SUS304Lステンレス鋼 低炭素グレードの特性と用途

SUS304Lステンレス鋼とは？

SUS304Lは、日本工業規格JIS G4304（板材）およびJIS G4305（冷間圧延条材）に規定されている18-8オーステナイト系ステンレス鋼SUS304の低炭素版です。 L は低炭素を表します。炭素含有量は最大 0.030% に制限されており、SUS304 で許容される 0.08% を大幅に下回っています。この簡単な変更により、ベースグレードの優れた一般耐食性と成形性を犠牲にすることなく、溶接または高温使用で SUS304 に影響を与える可能性のある粒界腐食の問題が解決されます。

同等グレード

標準システム	指定
JIS（日本）	SUS304L
ASTM（米国）	304L / UNS S30403
英語 (ヨーロッパ)	1.4307 / X2CrNi18-9; 1.4306 / X2CrNi19-11
GB (中国)	022Cr19Ni10

SUS304L の JIS ニッケル範囲 (9.0 ～ 13.0%) は ASTM 304L 範囲 (8.0 ～ 12.0%) より広いため、SUS304L は EN 1.4307 と高ニッケル EN 1.4306 の両方と重複します。

化学成分（JIS G4304 / G4305）

要素	C	シ	ん	P	S	ニ	Cr
コンテンツ、 ％	0.030 max	1.00 max	2.00 max	0.045 max	0.030 max	9.00-13.00	18.00-20.00

機械的性質（JIS G4304、焼鈍）

財産	要件
引張強さRm	480MPa以上
0.2%耐力 Rp0.2	175MPa以上
伸びA	40%以上
硬度	187 HB / 90 HRB / 200 HV 最大

鋭敏化と粒界腐食

オーステナイト系ステンレス鋼が約 425 ～ 815 ℃の範囲に加熱されると、溶接部の熱影響部で発生するように、炭素が粒界に拡散し、クロムと反応して炭化クロムが形成されます。粒界に隣接するクロムが枯渇したゾーンは、多くの媒体で優先的に腐食します。これは粒界腐食または溶接腐食と呼ばれる破損モードです。

SUS304L は炭素を 0.030% 以下に保つことでこれを防ぎます。この溶解度限界を下回ると炭化クロムの顕著な析出は起こりません。したがって、熱影響部では均一なクロム分布と安定した不動態皮膜が維持され、高価な溶接後アニーリングを行わずに溶接部品を使用できます。これは、溶接後の熱処理が現実的ではない大規模な溶接加工における SUS304L の決定的な利点です。

極低温性能

SUS304Lのオーステナイト組織は低温でも安定しており、フェライト鋼やマルテンサイト鋼とは異なり脆化しません。このグレードは、液体窒素の温度である摂氏約 -196 度まで高い延性と衝撃靱性を維持し、液化天然ガス、液体窒素、液体酸素の極低温貯蔵タンクや配管に広く使用されています。炭素含有量が低いため、これらの使用温度での溶接の健全性も向上します。

高温での制限

SUS304L に溶接性を与える炭素含有量が低いと、高温での強度も低下します。 SUS304L は約 500 ～ 600 ℃を超えると、SUS304 よりも降伏強度が急激に低下するため、このグレードは高温使用での耐荷重部品には推奨されません。炉部品、ボイラー管などの高温用途にはSUS304または高炭素鋼SUS304Hを選択してください。

代表的な用途

溶接された化学パイプラインと貯蔵タンク。

発酵容器や保存容器を含む食品加工および飲料機器。

液化ガス用の極低温貯蔵タンクと配管。

製薬およびバイオテクノロジーのプロセス装置。

溶接が広範囲に行われる建築構造物や手すり。

よくある質問

Q1. SUS304LのLとはどういう意味ですか？

Lは低炭素の略です。炭素含有量はSUS304の0.08％に対し、最大0.030％に抑えられています。これにより、溶接中の粒界での炭化クロムの析出が防止され、溶接されたままの状態での粒界腐食のリスクが排除されます。

Q2. SUS304Lはなぜ溶接後の熱処理が不要なのですか？

炭素含有量が 0.030% 以下の場合、炭化クロム析出の駆動力が失われるため、溶接熱影響部は焼鈍しなくても耐食性が維持されます。 SUS304 の場合、摂氏 425 ～ 815 度の範囲で溶接すると構造が敏感になる可能性があり、耐食性を回復するには焼きなましが必要になります。

Q3. SUS304Lはあらゆる用途でSUS304を置き換えることができますか?

いいえ。耐食性が必要な溶接部品には SUS304L が適しています。熱交換器チューブや工業炉部品など、より高い高温強度が要求される非溶接部品には、炭素含有量が高く、温度に対する構造安定性が優れている SUS304 または SUS304H が推奨されます。

Q4. SUS304Lは極低温でどのような性能を発揮しますか?

非常によく。オーステナイト構造は摂氏約 -196 度まで延性と靭性を維持するため、SUS304L は LNG および液体窒素貯蔵用の標準材料となっています。フェライト鋼やマルテンサイト鋼とは異なり、低温でも脆くなりません。

Q5. SUS304LはSUS304より強いのでしょうか、それとも弱いのでしょうか？

室温では、その差は無視できます。どちらも同様の最小強度要件を満たしています。炭素含有量が低いと、焼きなましされた製品の周囲強度ではなく、溶接後および高温での材料の挙動に影響します。

Q6. SUS304LとSUS304Hの違いは何ですか？

SUS304H は、炭素含有量が 0.04 ～ 0.10% に制御された高炭素バージョンで、クリープ強度が必要な高温使用向けに設計されています。 SUS304Lは低炭素で、溶接後の耐食性が重要な溶接作業向けに設計されています。 2 つのグレードは、さまざまな目的でカーボン範囲の両端を占めます。