1.4401 ステンレス鋼と 1.4310 ステンレス鋼の違いは何ですか?

異なる仕事のために作られた 2 つの合金

グレード 1.4401 とグレード 1.4310 はどちらもオーステナイト系ステンレス鋼ですが、反対の目的のために設計されています。グレード 1.4401 (タイプ 316 の EN 指定) は、化学、海洋および製薬用途を目的としたモリブデン含有耐食合金です。タイプ 301 の EN 指定であるグレード 1.4310 は、ばね、クリップ、および構造用ファスナーで高強度になるまで加工硬化するように設計された低ニッケル、高炭素合金です。強度だけ、または耐食性だけで比較すると、各グレードの要点が逸れます。

化学組成

要素、 ％	1.4401 / 316 (S31600)	1.4310 / 301 (S30100)
カーボン(C)	0.08 max	0.15 max
シリコン（Si）	0.75 max	0.75 max
マンガン(Mn)	2.00 max	2.00 max
リン(P)	0.045 max	0.045 max
硫黄(S)	0.030 max	0.030 max
クロム(Cr)	16.0 - 18.0	16.0 - 18.0
ニッケル(Ni)	10.0 - 14.0	6.0 - 8.0
モリブデン(Mo)	2.00 - 3.00	-
窒素(N)	0.10 max	0.10 max

値は、米国の同等グレードの ASTM A240 の値です。 EN 10088-2 は、ASTM が 316 に適用するよりも狭い範囲を 1.4401 に適用し、クロム 16.5 ～ 18.5 %、ニッケル 10.0 ～ 13.0 %、モリブデン 2.00 ～ 2.50 % を規定しており、0.05 ～加工硬化反応を保証するには 0.15 %。どちらのグレードも、焼きなまし状態では完全にオーステナイトです。

機械的性質と加工硬化

財産	1.4401 / 316	1.4310 / 301
引張強さ、焼きなまし、最小	515 MPa	515 MPa
降伏強度 0.2 %、焼きなまし、最小	205 MPa	205 MPa
伸び、焼きなまし、分	40 %	40 %
ワークハードニング対応	適度	高い

焼きなましされた状態では、2 つの合金は似ていますが、類似性はそこで終わります。グレード 1.4310 は、ニッケル含有量が低く、炭素含有量が多いとオーステナイトの安定性が低下するため、はるかに積極的に加工硬化します。そのため、冷間圧延により組織の一部がマルテンサイトに変換され、強度が向上します。 ASTM A666 は、クォーター ハードからフル ハードま​​での一連の焼き戻しを定義し、それぞれに独自の最小引張強さと伸びを定義することでこれを認識しています。実際には、ばねに使用される冷間圧延された 1.4310 ストリップは 1000 MPa クラス以上の引張強さに達しますが、同じ冷間加工条件の 1.4401 ははるかに低いレベルで安定し、亀裂なしにばねの焼き戻しに近づくことはできません。各焼き戻しの正確な最小値は焼き戻しクラスと厚さによって異なり、一般的な数値からではなく、該当する規格から取得する必要があります。

耐食性

腐食すると役割が逆転します。 1.4401 に含まれる 2 ～ 3 % のモリブデンにより、耐孔食性が向上し、塩化物、海水飛沫ゾーン、化学プロセスの流れ、および医薬品の洗浄体制においてこのグレードに有用な性能が与えられます。グレード 1.4310 にはモリブデンが含まれていないため、塩化物使用ではピットが発生し、湿った海洋や化学物質への曝露には選択されません。軽度の腐食性雰囲気または屋内雰囲気用に確保されており、冷間加工焼き戻し時の耐食性は、成形中に形成されるマルテンサイトによってさらに低下します。

2 番目の違いは磁気の挙動です。グレード 1.4401 は、中程度の成形後でも使用中は本質的に非磁性を維持します。これは、機器やセンサーの用途にとって重要です。冷間加工された 1.4310 は明らかに磁性を帯びるため、ばねとしては許容されますが、透磁率が制御される用途には適していません。

溶接、成形、入手可能性

グレード 1.4401 は 316L 溶加材で溶接されており、一般的なエンジニアリング用途で最も溶接しやすいステンレス鋼の 1 つです。グレード 1.4310 は溶接可能ですが、通常は焼きなまし状態でのみ溶接されます。これは、冷間加工された焼き戻しが溶接応力下で亀裂を生じる可能性があり、溶接部が焼きなまされた特性に戻り、強度の高いばねコンポーネントに柔らかいバンドが形成されるためです。どちらのグレードも容易に形成されます。 1.4401 は深絞りやスピニングに適しており、1.4310 は成形後に意図的に強度を高める場合に使用されます。

どちらもシート、プレート、コイル、ストリップ、バー、ワイヤー、チューブとして供給されます。グレード 1.4310 は精密ストリップおよびスプリング ワイヤーとして最も一般的に見られ、1.4401 はプロセス装置用のシート、プレート、チューブおよびバーとして見られます。

アプリケーションを並べて表示

1.4401 は、化学および石油化学の配管、熱交換器、食品および医薬品機器、沿岸地域の建築部品、船舶用金物および医療機器に含まれています. 1.4310は、あらゆる種類のばね、ばね座金、止め輪、クリップ、コンベア ベルトの留め具、構造ブラケット、および車両の内装部品や電化製品の部品など、中程度の腐食にさらされるだけで高強度を必要とする部品に含まれています。

よくある質問

Q:1.4401 は 316 ステンレス鋼と同じですか?
A: はい。グレード 1.4401 は、タイプ 316、UNS S31600 の EN 指定です。グレード 1.4404 は、最大炭素含有量が 0.030 % の 316L に相当します。 316 ファミリにはモリブデンが添加されているため、タイプ 304 と区別されます。

Q:1.4310 が 1.4401 よりもはるかに高い強度に達するのはなぜですか?
A: 加工硬化特性のためです。ニッケルが少なく炭素が多いとオーステナイトの安定性が低下するため、冷間圧延によりマルテンサイトが形成され、強度が大幅に向上します。 ASTM A666 では、最小引張強度が徐々に高くなり、クォーター ハードからフル ハードま​​での焼き戻しが定義されています。

Q:腐食環境下で使用するばねのグレードはどれですか?
A: どちらも単独では理想的ではありません。グレード 1.4310 はバネ力を与えますが、モリブデンが含まれていないため、塩化物に穴が開きます。一方、1.4401 は耐腐食性がありますが、バネ強度が限られています。塩化物含有サービスの場合、通常は代わりに析出硬化型または高合金のばね材料が選択されます。

Q:1.4310は磁性を持っていますか?
A: 焼きなまし状態では本質的に非磁性ですが、冷間加工してバネ焼き戻しを行うとマルテンサイトが形成され、材料は明らかに磁性を帯びるようになります。グレード 1.4401 は、使用中は本質的に非磁性を保ちます。

Q:2つのグレードを溶接できますか?
A: グレード 1.4401 は 316L 溶加材で容易に溶接します。グレード 1.4310 は、冷間加工されたばね部品を溶接すると亀裂が入り、接合部に焼きなましされた低強度ゾーンが残るため、焼きなまし状態でのみ溶接されます。

Q:2 つのグレードの価格は同じですか?
A: いいえ。グレード 1.4401 には 10 ～ 14 % のニッケルと 2 ～ 3 % のモリブデンが含まれているため、6 ～ 8 % のニッケルを含みモリブデンを含まない 1.4310 よりもトン当たりの価格が大幅に高くなります。材料の選択は、一般的な好みではなく、耐食性と強度の要件に従う必要があります。