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18/8ステンレス鋼：定義、組成、特性、用途など
- ジョン
18/8ステンレス鋼とは
18/8は304とも呼ばれる。 オーステナイト系ステンレス鋼 面心立方 (FCC) 結晶構造を持ち、主に 18% クロムと 8% ニッケルで構成されています。ASTM A240 規格に該当します。同等のグレードには SUS304 (JIS) および X5CrNi18-10 (EN) があります。
18/8 は、軽度の腐食環境で優れた耐食性を発揮し、機械加工性と溶接性に優れています。高温と低温で優れた靭性と機械的特性を維持するため、キッチン用品、医療機器、食品加工に広く使用されています。18/8 ステンレス鋼は熱処理では硬化できず、通常は冷間加工によって強化されます。
18/8 ステンレス鋼とは何を意味しますか?
18/8 ステンレス鋼は、合金に 18% クロムと 8% ニッケルが含まれていることを意味します。その組成から「18/8」という名前が付けられています。
304 ステンレス鋼は 18/8 と同じですか?
はい、304 ステンレス鋼は基本的に 18/8 ステンレス鋼と同じです。ただし、「304」という指定はアメリカ鉄鋼協会 (AISI) システムによる特定の合金指定であり、「18/8」はより一般的にクロムとニッケルの含有量を指します。
18/8ステンレス鋼の化学成分
18/8 ステンレス鋼の化学組成については、以下の表を確認してください。
| 鉄、Fe | クロム、Cr | ニッケル、Ni | マンガン、Mn | シリコン、Si | 炭素、C | 窒素 | リン、P | 硫黄、S |
| バランス | 18-20% | 8-10.5% | ≤2.0% | ≤1.0% | ≤0.08% | ≤0.10% | ≤0.045% | ≤0.03% |
18/8ステンレス鋼の製造と加工
18/8ステンレス鋼は、まず原料である鉄、クロム、ニッケル、その他の合金元素を電気アーク炉で溶解して製造される。この過程で、不純物と結合したり分離したりする物質が添加される。
精錬後、精製された金属はスラブやビレットのような固い形状に鋳造される。これらの鋳物は次に熱間圧延にかけられ、加熱され、より薄い板やその他の希望の形状に圧延される。熱間圧延は鋼の厚みと形状を調整する。続いて、鋼材を常温で冷間圧延し、よりきめ細かい厚みと表面仕上げを実現することもある。
この工程は、内部応力を除去し構造を強化するために、加熱と徐冷を繰り返す。焼鈍後、鋼は酸溶液で酸洗され、残存するスケールや表面の不純物が除去される。
最終段階では、鋼材は最終的な形状に切断・成形され、その特性や外観をさらに向上させるために、研磨やコーティングなどの追加処理が施されることもある。
溶接が容易
18/8ステンレスは 溶接 クロムとニッケルの組成がバランスが取れているため、溶接前後の熱処理が不要で、溶接工程が簡素化されます。TIG、MIG、抵抗溶接などの一般的な溶接方法は、18/8ステンレス鋼の優れた特性により、うまく機能します。
316や430のような他の類似ステンレス鋼と比較すると、18/8は優れた溶接性を示す。例えば、モリブデンを含む316ステン レス鋼は、耐食性が向上する反面、溶接パラメー ターを正確に制御する必要があるため、溶接が 困難になる。一方、430ステンレ ス鋼はフェライト系であるため、溶接部での粒成長 や脆性の影響を受けやすく、溶接用途には適し ない。
熱処理による焼入れ不可
18/8は熱処理によって硬化させることができない。これは、オーステナイト系ステンレス鋼の一種で、加熱しても安定した結晶構造を保つためである。その代わり、冷間加工のような他の方法で硬度を高めることができる。冷間加工では、鋼を室温で変形させることで、基本的な性質を変えることなく強化する。冷間加工によって基本特性を維持したまま強度を高めることができるため、市場で最も汎用性が高く、広く使用されているステンレス鋼のひとつとなっている。
18/8ステンレス鋼の特性
ここでは、18/8ステンレスをユニークなものにしている3つの主な理由を紹介する：
- クロムとニッケルを多く含むため耐食性に優れる。
- 成形性に優れ、様々な製品に加工しやすい。
- オーステナイト結晶構造のため非磁性。
物理的性質
18/8ステンレスの核となる物理的性質については、下表を参照のこと：
| プロパティ | 代表値（メートル／インペリアル） | パフォーマンス |
| 密度 | 8.00 g/cm³ (0.289 lb/in³) | 高密度で耐久性と強度に優れている。 |
| 融点 | 1400-1455°C (2550 - 2650 °F) | 融点が高く、高温用途に適している。 |
| 熱伝導率（100） | 16.2W/m・K（9.36BTU/hr・ft・°F） | 適度な熱伝導率は放熱に効果的である。 |
| CTE、リニア（20） | 17.3μm/m・℃（9.61μin/in・°F） | 熱膨張率が低く、温度変化による変形を最小限に抑える。 |
| 比熱容量（0-100） | 500 J/kg-K (0.12 BTU/lb-°F) | 熱交換や熱安定性を伴う用途に適している。 |
| 電気伝導率 | 2.5 % IACS | 電気伝導率が低いことは、ある種の電子用途には有益である。 |
| 磁気特性 | 一般的に非磁性 | 非磁性は、磁気が干渉する可能性のある環境において有用である。 |
機械的特性
18/8ステンレスの核となる機械的特性については、下表を参照のこと：
| 機械的性質 | 18/8（メートル/インペリアル） | パフォーマンス |
| 引張強度 | 505 MPa (73.2 ksi) | 高強度。建築物に使用されるASTM A36のような建築用鋼に類似している。 |
| 降伏強度 | 215 MPa (31.2 ksi) | 軟鋼に匹敵する適度な強度を持ち、多くの工業用途に適している。 |
| ブリネル硬度 | 123 HB | アルミニウム合金に似た良好な硬度。 |
| ロックウェル硬度 | 70 HRB | |
| ビッカース硬度 | 129 HV | |
| 破断伸度 | 70% | 非常に延性が高く、破断前に大きな変形が可能で、多くの鋼よりも優れている。 |
| ヤング率 | 193 GPa (28 msi) | 非常に硬く、応力下でも形状を維持する。 |
化学的性質
18/8ステンレスの核となる化学的性質については、以下の表を参照のこと：
| 化学的性質 | 説明 | パフォーマンス |
| 耐食性 | 化学反応による劣化への耐性 | 多くの鋼鉄より優れているが、316ステンレス鋼に比べ、塩化物を多く含む環境では効果が劣る。 |
| pH感度 | 異なるpHレベルに対する反応 | 広いpH範囲で安定性を維持し、様々な用途に使用できる。 |
| 反応性 | 化学反応しやすい | ほとんどの物質と反応しにくい。 |
| 耐酸化性 | 耐酸化性 | クロム含有量が高いため、保護酸化被膜を形成する。 |
| 不動態化 | 保護層の形成 | 高い、不動態化良好、耐食性向上 |
| 可燃性 | 引火能力 | 不燃性 |
| 引火性 | 燃焼維持能力 | 不燃性 |
18/8ステンレスの長所と短所とは？
18/8ステンレスの長所と利点は以下の通り：
- 耐食性に優れ、様々な環境に対応。
- 引張強度が高く、耐久性に優れ、長持ちする。
- 表面は非反応性で、食品や医療用途にも安全。
- 清掃とメンテナンスが簡単で、家庭用および工業用として理想的。
- 洗練されたプロフェッショナルな外観。
18/8ステンレスの欠点と限界を以下に挙げる：
- 他のステンレス鋼種に比べて高価。
- 応力腐食割れは、塩化物を多く含む環境で発生する可能性がある。
- 高温強度には限界があり、超高温用途には不向き。
- 外観を保つために定期的なクリーニングが必要。
- 軽量素材を必要とする特定の用途では、重量が重くなることが欠点となることがある。
18/8ステンレス鋼の一般的な用途
ご参考までに、以下の表をご覧ください：
| 産業 | 申し込み | なぜ18/8スーツなのか |
| 飲食 | カトラリー、調理器具、食品加工機器、醸造タンク | 耐食性に優れ、食品に反応せず、洗浄が容易。 |
| 医療機器 | 手術器具、医療用インプラント、病院設備、滅菌トレイ | 生体適合性、耐腐食性、滅菌が容易 |
| 自動車 | 排気システム, トリムと成形, エンジン部品, 燃料タンク | 高強度、優れた耐食性、優れた熱特性 |
| 建築・建設 | 建物のファサード、手すり、屋根、クラッディング | 耐久性、美観、耐候性、耐腐食性 |
さまざまな国や地域における 18/8 ステンレス鋼の同等グレード
18/8 ステンレス鋼は SS 304 と同じであり、同等のグレードも同様です。
| 国/地域 | 規格/仕様 | 同等グレード |
| 中国 | GB/T 3280 | 0Cr18Ni9 |
| アメリカ | ASTM A240 | 304 |
| ドイツ | DIN EN 10088-2 | 1.4301 (X5CrNi18-10) |
| ロシア | GOST 5632 | 08Х18Н10 |
| ヨーロッパ | EN 10088-2 | X5CrNi18-10 (1.4301) |
| 日本 | JIS G4303 | SUS 304 |
| 英国 | BS 1449 | 304S15、304S16、304S31 |
18/8 と 18/10 と 18/0 ステンレス鋼の違い
この3つを簡単に比較するなら、以下の表をご覧いただきたい：
| プロパティ | 18/8 (304) | 18/0 (430) | 18/10 (316) |
| タイプ | オーステナイト系 | フェライト系 | オーステナイト系 |
| 結晶構造 | FCC (面心立方) | BCC（体心立方） | FCC (面心立方) |
| 化学組成 | Cr：18-20%, Ni: 8-10.5% | Cr: 16-18%、Ni: ≤0.5% | Cr: ≤18%, Mo: ≤3%, Ni: ≤14% |
| 耐食性 | 中程度 | 低い | 高い |
| 強さ | 高い | 中程度 | より高い |
| 硬度 | 中程度 | 高い | 中程度 |
| 溶接性 | グッド | 貧しい | グッド |
| 磁気特性 | 非磁性 | マグネティック | 非磁性 |
| コスト | 中程度 | 低い | 高い |
| アプリケーション | 調理器具、一般厨房機器 | 基本的なキッチン用品、シンク、家電 | 高級調理器具、外科用器具、高級キッチン用品 |
そのことに注意する必要がある：
- 18/0が磁性を持つのは、体心立方晶構造としても知られるフェライト組織を持つからである；
- 18/0はニッケルを含まないので最も安い；
- 18/10 は、ニッケル含有量が多いほど耐腐食性と美観が向上するため、高品質のキッチン用品やカトラリーなどに好まれます。
- 18/8 は、幅広い用途に適しており、性能とコストのバランスが取れているため、最も一般的に使用されているステンレス鋼のグレードです。
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気になる情報
18/8ステンレス鋼について理解が深まったところで、注意すべき一般的な問題がいくつかあります。
18/8ステンレス鋼は良質か？
そう、18/8ステンレススチールは、一般的に高品質なスチールとして知られています。丈夫で長持ちし、お手入れも簡単です。しかし、その性能は特定の用途によって異なります。例えば、極端な温度や塩化物の多い環境では、時間とともに腐食する可能性があるため、理想的とは言えないかもしれません。
18/8ステンレススチールは錆びますか？
18/8ステンレススチールはクロムを含んでいるため錆びにくいですが、完全に錆びないわけではありません。強い塩化物（塩水や漂白剤など）、強い酸（塩酸や硫酸など）、強いアルカリ（水酸化ナトリウムなど）に触れると腐食する可能性があります。
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18/8ステンレスは磁性を持つか？
ステンレス鋼18/8はオーステナイト系ステンレス鋼であるため、通常は非磁性である。しかし、冷間加工や成形加工を施すと、磁性を帯びることがある。これは、これらの加工によりオーステナイト組織の一部が磁性を持つマルテンサイトに変化するためである。
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18/8ステンレスのクリーニング方法
18/8ステンレスのお手入れには、ぬるま湯と中性洗剤を使い、十分にすすいでから柔らかい布で水滴を拭き取ります。頑固な汚れや指紋には、酢と水を混ぜたもの、またはステンレス専用のクリーナーをお使いください。また、表面を傷つける可能性のある研磨剤入りのクリーナーやスチールウールの使用は避けてください。
18/8は300シリーズのステンレス鋼ですか？
18/8ステンレス鋼は300シリーズに属します。具体的には、一般的に304ステンレス鋼と呼ばれ、耐食性と汎用性で知られるオーステナイト系ステンレス鋼です。このシリーズの一般的なグレードには、304、316、301、302が含まれます。
18/8ステンレスは無害ですか？
18/8ステンレス・スチールは無害です。非反応性で食品や人体組織に触れても安全なため、食品・飲料用途、台所用品、医療器具などによく使用されています。
まとめ＆さらに
この記事では、18/8ステンレスの定義、組成、特性、利点と欠点、用途、その他の重要な側面について簡単に説明します。ステンレス鋼やその他の鋼種について詳しく知りたい方は、以下をご覧ください。 ブログ または 金属専門家へのお問い合わせ.
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