ステンレス鋼とステンレス鉄の違いにまだ悩んでいませんか？どうやって区別しますか？この記事を読めばわかります

ステンレス鋼は、一般的にステンレス鋼と耐酸鋼の総称です。ステンレス鋼とは、大気、蒸気、水などの弱い媒体による腐食に耐性のある鋼を指し、耐酸鋼とは、酸、アルカリ、塩などの化学的腐食性媒体に耐性のある鋼を指します。ステンレス鋼とステンレス鋼の違いは、ニッケルの組成にあります。

ステンレス鉄は、リサイクルされた鉄くず、鉛、鋼などの材料を二次炉処理および脱焼結によって加工して作られたステンレス鋼の一種です。モデルには409、410、430、444があり、これらはマルテンサイト系およびフェライト系ステンレス鋼に属します。磁石として使用すると磁性を持ちます。オーステナイト系ステンレス鋼には、201、202、304、321、316Lなどがあります。

ステンレス鋼（ステンレス耐酸鋼とも呼ばれる）は、大気や酸性化学媒体からの腐食に耐えることができる鋼を指します。ステンレス鋼は錆びないわけではありませんが、その腐食挙動は異なる媒体で異なります。さまざまな特性を持つ多くの種類のステンレス鋼があり、開発過程で徐々にいくつかの主要なカテゴリが形成されました。

組織構造に応じて、マルテンサイト系ステンレス鋼（沈殿硬化ステンレス鋼を含む）、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系デュプレックスステンレス鋼の4つのカテゴリに分けることができます。

鋼の主な化学成分または鋼中のいくつかの特性元素に基づいて、クロムステンレス鋼、クロムニッケルステンレス鋼、クロムニッケルモリブデンステンレス鋼、低炭素ステンレス鋼、高モリブデンステンレス鋼、高純度ステンレス鋼などに分類することができます。

鋼の性能特性と用途に応じて、硝酸耐性ステンレス鋼、硫酸耐性ステンレス鋼、ピッティング腐食耐性ステンレス鋼、応力腐食耐性ステンレス鋼、高強度ステンレス鋼などに分類できます。

鋼の機能特性に応じて、低温ステンレス鋼、非磁性ステンレス鋼、切削性に優れたステンレス鋼、超塑性ステンレス鋼などに分類できます。

現在一般的に使用されている分類方法は、鋼の構造特性と化学組成に基づくもので、両者の組み合わせも含まれます。一般的には、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、デュプレックスステンレス鋼、析出硬化ステンレス鋼に分けられるか、またはクロムステンレス鋼とニッケルステンレス鋼の2つのカテゴリに分けられます。

a、マルテンサイト系ステンレス鋼

一般的に使用されるマルテンサイト系ステンレス鋼は、炭素含有量0.1～0.45％、クロム含有量12～14％で、クロムステンレス鋼に属し、通常Cr13系ステンレス鋼を指します。代表的な鋼種には、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13などがあります。この種の鋼は、一般的に、荷重に耐え、耐食性を必要とする各種バルブ、ポンプ、その他の部品、および一部のステンレス製工具の製造に使用されます。

耐食性を向上させるため、マルテンサイト系ステンレス鋼の炭素含有量は非常に低い範囲に制御されており、一般的に0.4%を超えません。炭素含有量が低いほど鋼の耐食性は向上しますが、炭素含有量が高いほど母材中の炭素量が増加し、鋼の強度と硬度が高くなります。炭素含有量が高いほど炭化物クロムがより多く生成され、耐食性は低下します。4Cr13の強度と硬度指標は1Cr13よりも優れていますが、耐食性は1Cr13ほどではないことが容易にわかります。

1Cr13 および 2Cr13 は、大気、蒸気、その他の媒体からの腐食に耐える能力があり、耐食構造用鋼としてよく使用されます。良好な総合性能を得るために、焼入れと高温焼戻し（600～700℃）がよく行われ、焼戻しマルテンサイトが得られ、タービンブレード、ボイラーチューブ付属品などの製造に使用されます。しかし、3Cr13 および 4Cr13 鋼は、炭素含有量が高いため、耐食性が比較的劣ります。焼入れと低温焼戻し（200～300℃）により、焼戻しマルテンサイトが得られ、高い強度と硬度（HRC 50 まで）を持ちます。したがって、これらは工具鋼として、医療機器、切削工具、熱油ポンプシャフトなどの製造によく使用されます。

b、フェライト系ステンレス鋼

一般に用いられるフェライト系ステンレス鋼は、炭素含有量が0.15%未満、クロム含有量が12～30%で、クロムステンレス鋼に属します。代表的な鋼種には、0Cr13、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28などがあります。炭素含有量の低下とクロム含有量の増加に伴い、鋼の組織は室温から高温（960～1100℃）まで加熱しても単相フェライト組織を維持します。その耐食性、塑性、溶接性はマルテンサイト系ステンレス鋼よりも優れています。高クロムフェライト系ステンレス鋼は、中程度の腐食に対する耐性が強く、クロム含有量の増加とともに耐食性がさらに向上します。

鋼にチタンを添加すると、結晶粒径が微細化され、炭素と窒素が安定化し、鋼の靭性と溶接性が向上します。フェライト系ステンレス鋼は、加熱・冷却中に相変態を起こさないため、熱処理による強化はできません。加熱プロセス中に結晶粒が粗大化した場合、構造と特性を改善するには冷間塑性加工と再結晶のみが使用できます。このタイプの鋼が450〜550℃に留まると、鋼のもろい化を引き起こし、「475℃脆性」として知られています。約600℃に加熱してから急冷することで、もろい化を解消できます。また、このタイプの鋼は、600〜800℃で長時間加熱すると、硬くて脆いσ相も生成し、材料にσ相脆性を引き起こすことにも注意が必要です。

さらに、9250℃以上での急冷中、著しい結晶粒粗大化による粒界腐食および脆性の傾向があります。これらの現象は溶接部品にとって深刻な問題です。前者は650～815℃での短時間焼き戻しによって除去できます。このタイプの鋼はマルテンサイト系ステンレス鋼よりも強度が明らかに低く、主に耐食部品の製造に使用され、硝酸および窒素肥料産業で広く使用されています。

c、オーステナイト系ステンレス鋼

鋼に18%のCrと8～11%のNiを添加すると、オーステナイト系ステンレス鋼になる。1Cr18Ni9が最も代表的な鋼種である。この種の鋼は、ニッケルの添加によりオーステナイト領域が拡大し、室温で準安定な単相オーステナイト組織となる。クロムとニッケルの含有量が高く、単相オーステナイト組織であるため、クロム系ステンレス鋼よりも化学的安定性が高く、耐食性に優れており、現在最も広く使用されているステンレス鋼の種類である。

18-8ステンレス鋼は、焼鈍状態でオーステナイト+炭化物構造を示します。炭化物の存在は、鋼の耐食性に大きな損傷を与える可能性があります。そのため、一般的に固溶化処理法が用いられます。これは、鋼を1100℃に加熱し、その後水冷して高温で得られたオーステナイト中に炭化物を溶解させる方法です。急冷により、室温で単相オーステナイト構造が得られます。

一般的に知られているステンレス鋼とは、フェライト系ステンレス鋼およびマルテンサイト系ステンレス鋼を指します。これは、防錆性能に優れた最も一般的に使用されているオーステナイト系ステンレス鋼と区別するために使用されます。

d. オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼

オーステナイト組織とフェライト組織がそれぞれ約半分を占めるステンレス鋼です。低C量の場合、Cr含有量は18%～28%、Ni含有量は3%～10%です。一部の鋼には、Mo、Cu、Si、Nb、Ti、Nなどの合金元素も含まれています。このタイプの鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の特徴を併せ持っています。フェライト系ステンレス鋼と比較して、塑性および靭性が高く、室温脆性がなく、粒界腐食抵抗および溶接性能が大幅に向上しています。同時に、フェライト系ステンレス鋼の475℃脆性および高い熱伝導率を維持し、超塑性などの特性を備えています。

オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、より高い強度を持ち、粒界腐食および塩化物応力腐食割れに対する耐性が大幅に向上しています。二相系ステンレス鋼は、孔食に対する優れた耐性を持ち、ニッケルを節約できるステンレス鋼でもあります。

ステンレス鋼と「ステンレス鉄」製品をどのように区別するか？

マーキングによる識別：多くのステンレス鋼製品の表面には、13-0、18-8などの刻印があります。線より前の数字は製品のクロム含有量を示し、線より後の数字は製品のニッケル含有量を示します。13-0のように、クロムのみを含みニッケルを含まないものは、「ステンレス鉄」として一般に知られています。一方、18-8は、製品にクロムとニッケルの両方が含まれていることを示しており、これはステンレス鋼です。音による交渉：ステンレス鋼または「ステンレス鉄」製品を叩くことも、判断方法として使用できます。永久磁石で引きつける：真のステンレス鋼は磁石に引きつけられませんが、「ステンレス鉄」は磁石に引きつけられます。「ステンレス鉄」とステンレス鋼の間には特性の違いがありますが、それらの耐食性は鍛造鉄や鋳鉄の調理器具よりも大幅に優れています。