オーステナイト、フェライト、マルテンサイト、PH、二相ステンレス鋼
ステンレス鋼にはどのような種類がありますか?オーステナイト系ステンレス鋼は熱処理できますか?フェライト系ステンレス鋼は熱処理できますか?熱処理できるステンレス鋼は何ですか?ステンレスはなぜ錆びにくいのでしょうか？
日常の経験から、鉄は腐食することが分かります。水と酸素を与えると錆びます。多孔質の錆は成長を続け、最終的には鋼鉄をすべて消費するまで剥がれ落ちます。しかし、鋼に十分な量のクロムを添加しても、薄い酸化層が形成されるだけであり、腐食が進行することはありません。合金中のクロム含有量と他の元素の影響に基づいて、さまざまな組み合わせ特性を持つさまざまな成分が標準合金として確立されています。
特定の環境、温度、必要な強度、製造可能性、そして最終的には...コストのすべてに、特定の用途で使用するステンレス鋼の種類の選択が含まれます。
ステンレス鋼は、冶金学的構造によりオーステナイト、フェライト、マルテンサイト、二相硬化、析出硬化に分類されます。
オーステナイト系ステンレス鋼
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AISI 200 および 300 シリーズは、熱処理によって硬化することができません。 HT は温度によって変化する構造に依存します。最高 1900 ℃ の高温からマイナス 300 ℃の極低温まで、これらのグレードはオーステナイト状態を維持します。通常の状態では磁石に対する反応はほとんどありません。この材料を冷間加工すると、わずかに磁性が発生することがあります。一般に「18-8」（CR の公称量が 18%、Ni の公称量が 8% であることを意味します）と呼ばれる一般的なタイプは、303、304、および 316 です。316 にはモリブデンも添加されています。 304 と比較して多くの環境での腐食性能が向上します。さらに、316 は高温でのより強力な抗酸化特性を備えています。 303 ステンレス鋼に硫黄を添加すると、加工特性が向上しますが、耐食性がある程度犠牲になります。焼きなまし状態が最も耐食性が高く、一般的に使用されます。低温用途において優れた強度と靭性を発揮します。
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一部の AISI 400 シリーズ合金は、臨界温度範囲内で依然としてフェライト状態を維持するため、熱処理によって硬化することができません。一部のステンレス鋼は、通常の鋼と同様に磁石に反応します。 405 および 409 ステンレス鋼の「純粋 Cr」グレードは Cr 含有量が比較的低いため、外観が重要ではない自動車排気用途に適しています。 430 ステンレス鋼やクロム含有量の高いその他の合金は、高温での腐食に耐え、オーステナイト系グレードよりも低コストで、自動車や家電の装飾などの用途において優れた外観を維持できます。
焼きなまし状態が最も耐食性に優れます。
AISI 400 シリーズの許容値で構成されるマルテンサイト系ステンレス鋼は、従来の熱処理によって硬化できます。熱処理は合金鋼の熱処理と同様です。これらは高温ではオーステナイト構造を持ち、急速に冷却されてマルテンサイト構造に変化します。これらは通常、最適な耐食性を達成するために完全に硬化された条件下で使用され、同時に高い強度と硬度も備えています。熱処理後の最大硬度は炭素含有量に依存するため、種類に応じて、410 および 416 ステンレス鋼の HRc (ロックウェル硬度) の中間値は 440c ステンレス鋼の場合 60HRc になります。達成可能な硬度は、炭素含有量の増加とともに増加します。これらのステンレス鋼はフェライトと同様に磁石にも反応します。
PH析出硬化系ステンレス鋼
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PH は「析出硬化」の略です。これは、熱処理によって硬化できることを意味します。通常、磁石にも反応します。最も一般的な合金は 630 ステンレス鋼で、一般に「17-4」と呼ばれます。熱処理には、高温の「溶体化処理」（焼きなましまたは溶体化焼きなましとも呼ばれます）と、それに続く 900 F ～ 1150 F の温度での「時効」が含まれます。900 時間では、強度と一般腐食性能がより高くなります。温度が上昇すると強度は低下しますが、時効温度が上昇すると靭性は増加します。特定の環境においては、腐食性能も向上しました。これらの用途では、強度と腐食性能を考慮する必要があります。
最後に、二相ステンレス鋼は、オーステナイトとフェライトの混合構造を持つステンレス鋼の一種で、今回のステンレス鋼の紹介よりもさらに特殊な用途に使用されます。多くは独自の名前ですが、2205 などのいくつかは標準または普遍的なステンレス鋼の名前とみなされます。