304 と 316 のどちらのステンレス鋼グレードが優れていますか?

304 と 316 の概要

304 (UNS S30400) と 316 (UNS S31600) はどちらも面心立方構造を備えたオーステナイト系ステンレス鋼で、優れた靭性、延性、溶接性を備えています。肉眼ではほぼ同じに見えますが、化学的性質、価格、腐食性能は大きく異なります. 304は、約 18% のクロムと 8% のニッケルを含むため、18/8 ステンレス鋼と呼ばれることもありますが、316 はモリブデンが添加された 18/10 タイプです。実際的な問題は、どのグレードが絶対的に優れているかということではなく、特定のプロジェクトのサービス環境、製造方法、予算にどのグレードが適合するかということです。

化学組成 (ASTM A240)

以下の表は、ASTM A240 に基づくプレート、シート、およびストリップの組成制限を示しています。主な違いはモリブデンです。316 には 2.00 ～ 3.00% が含まれていますが、304 には指定元素として含まれていません。

機械的特性 (焼きなまし、ASTM A240)

焼きなまし状態では、2 つのグレードは同様の室温強度を示します。この違いは高温で顕著になり、モリブデンが 316 のクリープおよび応力破断挙動において有利になります。

耐食性：モリブデンの役割

クロムは、ステンレス鋼に耐食性を与える不動態酸化クロム皮膜を形成します。モリブデンは、還元性および塩化物を含む媒体中でこの皮膜を強化します。その結果、316 は、耐孔食性当量数 (PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N) で表される、目に見えて高い耐孔食性を示します。304 では約 18 ～ 20、316 では約 24 ～ 28 です。

実際: 304 は、海水、除氷塩、および高塩化物プロセス流中で孔食や隙間腐食の影響を受け、高温塩化物溶液中では応力腐食割れを起こす可能性があります. 316これらの条件に長期間耐えられるため、海岸構造物、海洋設備、化学プラント設備の標準的な選択肢です. 316また、希硫酸や希リン酸に対しても 304 よりも優れた耐性があり、広く指定されていますCIP システムを使用した乳製品や飲料工場など、塩素系消毒剤で洗浄された機器。

申請ガイダンス

304 が正しい選択である場合

キッチンのシンク、調理台、調理器具、食器

非刺激性製品のための食品および飲料の保管および加工装置

内装建築用パネル、手すり、手すり

乾燥した環境での家庭用ハードウェア、ファスナー、自動車トリム

316 が正しい選択である場合

海洋コンポーネント: ドックのハードウェア、プロペラ シャフト、ボートの付属品

化学および医薬品の処理: タンク、バルブ、配管

医療機器および手術器具

CIP洗浄による水産加工および酸性食品の製造

沿岸または工業環境にある屋外構造物

304～316の選択

まずは環境から始めます。用途に塩化物、海水、酸、または塩化物サービスで約 60℃ を超える温度が含まれる場合は、316 を選択してください。媒体が中性水、乾燥空気、または通常の食品の場合、通常は 304 が低コストで必要な性能を実現します。 316 にはニッケルとモリブデンが多く含まれているため、価格が著しく高くなるため、大量プロジェクトの場合は材料コストの差を定量化する必要があります。疑問が残る場合は、グレードを最終決定する前に、代表的なクーポンに対する孔食電位測定や塩水噴霧評価などのテストを指定します。

よくある質問

316 ステンレス鋼は常に 304 より優れていますか?

No. 316 は塩化物や酸の用途では 304 よりも優れていますが、中性または軽度の腐食性環境では、ニッケルとモリブデンの追加コストによるメリットはほとんどありません。一般的な食品、建築、家庭用用途では、. 304 がより経済的な選択肢です。

304 ステンレス鋼は海の近くでも使用できますか?

注意してください。屋内の海岸沿いの保護された場所では、304 は何年も生き続ける可能性がありますが、直接の塩水噴霧、海水の飛沫、または高温の塩化物雰囲気では、応力により穴が開いたり、亀裂が入ったりする可能性があります。海洋暴露の場合は、316、または 6% Mo スーパーオーステナイト鋼や二相ステンレス鋼などの高級合金グレードが推奨されます。

304 と 316 はどのように区別できますか?

どちらも焼きなまし状態では本質的に非磁性であるため、目視、重量、または簡単な磁石テストによって確実に区別することはできません。陽性の同定には化学分析が必要です。たとえば、316 のモリブデンのピークを検出する蛍光 X 線分析装置を使用した PMI (陽性物質同定) が必要です。

304 と 316 は食品として安全ですか?

どちらも食品と接触する用途に使用できます. 304は、ほとんどの食品機器のデフォルトです. 316は、製品が酸性、塩辛い場合、または塩素系洗浄剤を使用する場合に推奨されます。これは、これらの媒体による攻撃によく耐え、通常の条件下で重大な金属イオンを放出しないためです。

なぜ 316 は 304 よりも高価なのでしょうか?

316 には、約 2 ～ 4% 多くのニッケルと 2 ～ 3% のモリブデンが含まれています。どちらの元素も高価な合金添加物であり、2 つのグレード間の価格差はニッケルとモリブデンの市場価格に従います。

316は磁性を持っていますか?

304 と同様に、アニールされた 316 は本質的に非磁性です。曲げや絞りなどの冷間加工を行うと、一部のオーステナイトがマルテンサイトに変化し、わずかな磁性が発生することがありますが、これは正常なことであり、材料の欠陥を示すものではありません。