ステンレスとは？
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ここではそのようなステンレスに関しての素朴な疑問･質問にお答えいたします。 ステンレスと鉄との違いを一言で表現するなら、鉄は時間が経つと酸化して錆びてしまいますが、ステンレスは非常に錆びにくいということです。ステンレスの「ステン」とは日本語で「汚れる、さびる」という意味で、「レス」は「〜しない」という意味です。つまり、ステンレスとは錆びないという意味になるのです。では、なぜステンレスは錆びないのでしょうか？ ステンレスは、鉄にクロム・ニッケルなどの元素を加えた合金鋼です。錆びにくいのは、鉄にクロムを添加することで表面に非常に薄い酸化皮膜（不動態皮膜）をつくり、周辺環境と反応しにくくなり耐食性が強くなるためです。クロムを11％以上加えると耐食性が向上し錆びにくくなります。またニッケルやモリブデンを加えていくと耐食性がさらに向上していきます。この不動態皮膜は傷ついても酸素や水があればすぐに新しく再生され、さびの発生を防ぎます。この不動態皮膜によって、いつまでもステンレスを美しく保つことができるのです。 鉄にクロムが混ぜられると、クロムが酸素と結合してステンレスの表面にうすい酸化皮膜(不動態皮膜)ができます。この不動態皮膜はあらゆる媒体を遮断する、目に見えない緻密な保護膜なのです。また、ガラスのような非常に緻密で密着性の良い柔軟な構造をとっているため、地金のステンレスにうまくくっつき、均一で薄い化学的に安定した膜になっていると考えられています。その厚さは100万分の3mm程度と大変薄いため肉眼では見えませんが、非常に緻密で堅く簡単に破壊･侵食されることはありません。仮に何らかの原因によって破壊・侵食されることがあっても、その原因を除去しその部分のステンレス表面が直接空気中の酸素と触れるようにすれば、ステンレスに含まれるクロムが酸素と結合して皮膜を再生しますので、錆びにくいというわけです。 ステンレスにはいろいろな種類があり、金属組成的に分けると3種類（マルテンサイト・ステンレス、フェライト・ステンレス、オーステナイト・ステンレス）になります。 ステンレスは鉄をベースとし、クロムあるいはクロムとニッケルを基本成分として含有する合金鋼です。マルテンサイト・ステンレスとしては13％クロム（SUS410）、フェライト･ステンレスとしては18％クロム（SUS430）、オーステナイト・ステンレスとしては18％クロム−8％ニッケル（SUS304）や18％クロム−8％ニッケル−2.5％モリブデン（SUS316）が代表的です。 SUS304は炭素量が少なく耐食性、溶接性が良好であるため、高級ステンレス鋼として広く用いられています。SUS304Lは極低炭素なので粒界腐食を防止できます。用途は化学工業設備、建築材料、食品製造設備、製紙工業、車両工業、厨房器具などです。 SUS316・SUS316Lは モリブデン添加により耐食性（孔食）、耐酸性が良好であるとともに高温に耐えることができます。SUS316Lは極めて炭素量が少ないため、溶接のままで耐粒界腐食性を必要とするところに用います。SUS304より高級耐食用です。用途は、石油化学工業、染色工業、繊維工業、食品工業などです。 SUS430は18クロム鋼の基準型で冷間加工性、耐食性がよく、廉価なので広く使用されています。用途は、建築材料、厨房器具、硝酸工業、一般家庭用器具などです。 ステンレスの表面に軟鋼・亜鉛・アルミニウムなどの異種金属が長時間接触または連結した状態で放置され、間に水分（湿気・結露等）を含むと、電池作用によりこれらの異種金属が腐食を起こし、鉄分が溶け出した錆が発生します。これはステンレス自身が錆びたのではなく「もらい錆」といいます。以上のことから異種金属との接触はできるだけ避ける必要があります。 ステンレス製品をいつまでも美しく保つには、定期的なメンテナンスが必要です。また、使用時には環境や条件に適した鋼種の選択が必要です。 ●軽度の汚れやしみ/中性洗剤や石鹸水を布やスポンジに含ませ、その後水洗いや水拭きをして、最後に乾いた布で仕上げをしてください。 ●初期の錆び（もらい錆び程度）/市販の清掃薬品を用い、スポンジやタワシ等で除去してください。その場合、局部的に「ためし拭き」をして洗浄効果を確認後、満足な結果であれば全面の清掃をしてください。その後は十分な水洗いをして最後に乾いた布で拭いてください。 ●赤錆び：市販ステンレス清掃薬剤の赤錆び用を使用するか硝酸の15%希釈液を使って、ステンレスタワシ等でこすり落としてください。この場合も十分な水洗いが必要となります。 ステンレスには、磁石につくものとつかないものがあります。鉄にクロムを10.5％以上混ぜたステンレス(400系ステンレス)は磁石につきますが、鉄にクロム18％とニッケル8％を混ぜたステンレス（300系ステンレス)は磁石につきません。ただし、厳しい曲げや絞りなどの冷間加工を加えると加工部分の金属組織がマルテンサイトという金属組織に変形し、その結果磁性を持つようになります。磁性を持つということは磁石につくということであり、磁力を帯びるということではありません。 鉄鋼メーカーが、規格が指定された鋼材を受注した場合に、その製造結果が指定された規格などの要求事項を満足していることを証明した書類のことで、一般に｢ミルシート｣と呼ばれています。 発行は、慣例としてその製品を製造したメーカーの製造箇所の品質管理部門が行います。 内容は、商社名／需要家名、契約番号、商品名、証明書番号などの一般事項のほか、寸法、員数、質量、検査番号、めっき量(表面処理品の場合)、引張試験値(引張り強さ、降伏点、伸びなど)、化学成分(５元素 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ)などの製造実績値が記載されていいます。 1913年イギリスで軍の委託により小銃や大砲の地金開発に努力していた学者H･ブレリアンは出来損ないの素材をスクラップ置き場に捨てるときに錆びていない鉄片をスクラップの山から発見しました。それはクロムを13%以上含んだ合金でした。それを刃物メーカーの協力を得て食卓用のナイフに試作し、ステンレス鋼“Stainless |
[ 219] ■ おしえて！ステンレス
[引用サイト] http://www.steel.co.jp/html/oshiet.top.htm
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ステンレス鋼(stainless steel) は、耐食性を向上させるためにクロムを含ませた合金鋼である。鉄に約10.5%以上のクロムを含ませた合金を指し、しばしばニッケルも含ませる（JIS G 0203「鉄鋼用語」の定義による）。ステンレススチールや不銹鋼（ふしゅうこう）とも言うが、一般的にはステンレス、または略してステンなどと呼ばれる。JISにおける略号はSUS（サス）。 ステンレス鋼は、含有するクロム(Cr)が空気中で酸素と結合して表面に不動態皮膜を形成しており、さびにくい。このため、さびを防ぐためのめっきや塗装をしなくても済み、屋外や湿気のある場所、化学薬品を扱う機械器具(13Cr)、厨房設備(18Cr/18Cr-8Ni)で用いられる。また、構造物や鉄道車両の外面、部品に用いられる(18Cr-8Ni)。マルテンサイト系ステンレスは焼き入れを行うことができるため、その硬度を利用して医療用メスや包丁などの刃物鋼として多用される。 近年は、電磁調理器対応用の、ステンレス鋼でできた鍋ややかんが多く販売されているが、その多くは普通鋼やSUS430等の磁性を持つ鋼板の両側に（非磁性だが耐食性に優れた）SUS304を2枚サンドウィッチ状に接合させた3層鋼板で製造されている。 基本的な製造方法は普通鋼と同じだが、ステンレス鋼は普通鋼より強度が強いため、冷間圧延時には専用の圧延機を用いる（一部例外あり -表面仕上げを参照）。 この内、フェライト系およびマルテンサイト系のステンレス鋼は一般に鉄-クロム合金（クロム鋼）であり、オーステナイト系ステンレス鋼は鉄-クロム-ニッケル合金（クロム-ニッケル鋼）である。また、この他にオーステナイトとフェライトの二相組織を持つ二相ステンレス鋼や、析出硬化を利用して強度の向上を図った析出硬化系ステンレス鋼もある。ステンレス鋼として最も代表的なものは、オーステナイト系の18%クロム8%ニッケル(18-8)ステンレス鋼である。 また、代表的なステンレス材料の成分を上記から一部引用する。なお、厚板・鋼管などのステンレス鋼でも、成分系は基本的に薄板と同じである。規格名の後ろに「L」をつけることがある(SUS304Lなど)が、これは炭素量を極めて低く制御した鋼種であることを意味している。 オーステナイト系は非磁性体で、オーステナイト・フェライト系、フェライト系、マルテンサイト系、析出硬化系は磁性体（強磁性体）である。ただし、オーステナイト系ステンレスの一部は、加工を繰り返すことで組織がマルテンサイト化し、磁性を帯びることがある。 ステンレス鋼の耐食性能は、基本的にCrの含有量で決定される。その他、Mo・Ti・Nbなどの添加元素も、耐食性の向上に寄与している。Niも耐食性に貢献するが、オーステナイト相を固定化するのがもっとも重要な役割である。 ステンレス鋼は、主にその用途と求められる意匠性によって様々な表面仕上げを施して使用される。表面処理の中で、意匠的に鏡面に磨いたもの、ヘアライン加工したものは建築物の中で用いられることがあり、素地での仕上げとなる場合は傷を保護するビニールなどの皮膜が貼り付けられていることが多い。代表的なものは以下のとおり。 つや消しの白っぽい表面で、少しザラついた仕上がり。スラブを加熱してロールで延ばす熱間圧延の後、表面を酸で洗い、汚れ等を取り除いたもの。構造部材やリロール母材などに用いられる。 製造上1番目(熱間圧延)の工程で出来るため「No.1」と表す。流通では「白皮品」「酸洗材」などと呼ばれる。 冷間圧延後、焼鈍と酸洗を行ったままの仕上げで、表面は銀白色の鈍い光沢。比較的柔らかいため、深絞り性を要求される場合に用いられるが、一般にはほとんど流通しない。 2Dの後に、適度な光沢を得られるようにスキンパス（調質圧延）を施した仕上げで、ステンレス鋼ではもっとも一般的。 製造上2番目(冷間圧延)の工程で出来、仕上げがブライト（光沢のある）状態のため「No.2B」と表す。 冷間圧延後光輝熱処理とスキンパスを行った、きれいな光沢のある仕上げ。意匠性を求められる部材に用いられることが多い。2B仕上げに次いで一般的。 2BまたはBAの素材に、F180前後の研磨加工をした仕上げ。研磨材としてはもっとも一般的なもので、厨房や建材用などに幅広く用いられる。 2BまたはBAの素材に、髪の毛状の細い研磨目を連続してつけた仕上げ。エスカレーター側面などでよく見かける。 2BまたはBAの素材を#800程度のバフ研磨した、高い光沢を持つ鏡面仕上げ。鏡や装飾金具などに用いられる。 一部フェライト系ステンレス特有の仕上げで、冷間圧延時にステンレス専用の圧延機ではなく、普通鋼用の圧延機を通すことで、高い生産性を達成する。表面性状を問わない自動車排気系部品などに用いられる。 ステンレス鋼の防銹性は、表面の不動態皮膜に依存するため、これが還元により破壊される要因に注意を要する。具体的には塩化物イオンなどが大量に存在すると、たとえステンレスといえども腐食が起こりうる。 また、ステンレス鋼は鉄に比べはるかに酸化されにくい（電位が高いという）ので、普通の鋼や異種金属と接続すると電蝕を起こす。ステンレスの流しに空き缶やヘヤピンをおくと極端に銹びるのは、このせいである。電気温水器はステンレスであるから、鉄管で接続すると約10年で鉄管が破裂する。 ステンレス鋼においても他の金属と同様、銹は銹を呼ぶ。銹は不動態皮膜に比べて遥に不安定であるため、水道水などに含まれる鉄銹が定着することが要因となって、銹が進行する（もらい銹）。 ステンレス鋼は普通鋼に比べて強度が高いが、構造用に用いるとクリープを起こすことがあり、注意を要する。また、オーステナイト系ステンレス鋼の一部は特定の環境下で応力腐食割れ(SCC)を起こすことがあるため、それを嫌う場合はフェライト系ステンレス鋼を用いるべきである。 特にオーステナイト系ステンレス鋼は熱伝導性が低いうえに熱膨張率が大きいため、高温環境下での使用には、設計上十分に注意する必要がある。また、切削や溶接時にも独特の温度管理が必要になる。なお、450℃近辺では、鋼種によってはCrが析出することで耐食性や機械性能が低下することがあるので、この温度域での使用は注意が必要。 オーステナイト系ステンレス鋼は伸びがよく、絞りや張り出し成形性も高いため、複雑な形状を作ることができる。加工硬化があるので、これを留意した設計をする必要がある。フェライト系ステンレス鋼はオーステナイト系に比べると伸び性能が劣るため、特に張り出し成形には注意が必要となるが、加工硬化は比較的小さい。なお、マルテンサイト系ステンレス鋼ではこうした加工は難しい。 ステンレス鋼は全般的に切削性が悪く、旋盤やマシニングセンタなどで切削加工する場合、鉄や銅、アルミニウムと比べ、被削面の塑性変形による加工硬化が大きい。そのためセレンやリン、硫黄などを加えた快削材も利用される。 ステンレス鋼はそれを専門に扱う販売業者が存在して、市場を形成している。現在こうした市場から購入できる鋼種（店売り品種）は、数多くあるステンレス鋼種のごく一部…SUS304/304L、SUS316/316L、SUS430程度であり、従来は市中品の60%前後がSUS304で占められていた。また、メーカー規格品の一部は、系列の販売業者が在庫していることがある。これ以外の鋼種は基本的にメーカーで都度生産する事になるが、生産には一定のロットが必要となる（少なくとも7t以上）。また、2B・BA・No.4・HL以外の仕上げは、2B材を専門業者で研磨した製品（流通研磨品）となることが多い。 ステンレス鋼の流通形態は紐付きと店売りとに分かれる。 紐付きとはステンレスメーカーが最終ユーザーまで把握する形態である（メーカー→商社→最終ユーザー）。紐付き商売ではメーカーと最終ユーザーが直接価格交渉・納期調整を行うケースが多い。 店売りとは問屋が介在し、在庫販売及び切断等の加工を施しユーザーの小ロット・短納期というニーズに答えるべく機能する形態である（メーカー→商社→問屋→各ユーザー）。 日本市場のSUS304は、最近では韓国製など外国材の輸入が増加しており、一定の地位を市場で確立している。このため、必ず国内材を用いたい場合は、注文時にその旨を明示する必要がある。一方でこれ以外の鋼種はまだ国内材が大半である。 2006年からの原料ニッケル価格高騰などの影響で、特にオーステナイト系ステンレス鋼の価格は、1年間で2倍以上に上昇した。このため（Niを含まないため）、比較的価格の安いフェライト系ステンレス鋼へ鋼種変更する需要家が増加している。一般にフェライト系ステンレス鋼はSUS304に比べて耐食性に劣ると言われているが、メーカー各社は以前から耐食性を向上させたフェライト系ステンレス鋼を開発しており、2006年秋以降急速にその需要が高まっている。 その例として、新日鐵住金ステンレスが開発したNSSC180（旧YUS180）や、最近ではJFEスチールが開発したJFE443CTという新鋼種がSUS304代替ステンレス鋼として注目を浴びている。 俗に、ステンレス鋼を「ステン」や「サス」と呼ぶことがある。前者はステンレスの略であるが、「ステンレス＝汚れない、銹びない」から否定辞lessを省くと、その特性と正反対の「汚れ」「銹」と呼んでいることになる。後者は品種番号のプリフィックス「SUS」を英語読みした呼び方（[sΛs]）である。数字のついた鋼は混同しない場合に限り、SUS304を「サス・さんまるよん」とか、単に「さんまるよん」と呼ぶことがある。 |
[ 220] ステンレス鋼 - Wikipedia
[引用サイト] http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%AC%E3%82%B9%E9%8B%BC
