ステンレス鋼

ステンレス鋼は耐食性のために指定されます — しかし「ステンレス」は「さびない」という意味ではありません。304は海洋環境でさびます。303は加工しやすいが耐食性が低下します。316は304より30%高いが、多くの場合不要。このページでは正しいグレードの選択と過剰仕様の回避を支援します。

どのステンレス鋼が必要ですか？

状況	これを使う	理由
屋内汎用、食品設備、外観部品	304	最もバランスが良い。耐食性が良く、成形性・溶接性が良好。ステンレス需要の80%をカバー。
海洋、化学、塩化物環境	316/316L	モリブデン含有で優れた耐孔食性。いわゆる「マリングレード」。
大量の自動盤部品	303	快削ステンレス。硫黄添加。黄銅のように切削。ただし耐食性が低下。
硬度 + 耐食性	17-4PH	析出硬化鋼。HRC 40に到達。航空、医療、バルブステム。
高強度 + 極端な耐食性	2205 デュプレックス	304の2倍の強度、優れたSCC耐性。オフショア、化学プラント。
非磁性要件	304L または 316L	Lグレードは低炭素、溶接性が良好、冷間加工後の磁性が低い。
予算重視、軽度の耐食でよい	303 または 430	303は加工が最も安価（最速）。430は最も安価なフェライト系ステンレス。

デフォルト選択 どのステンレスを使うか分からない場合は304を選択。海水と強酸以外のほとんどの環境に対応。塩化物や酸の暴露要件がある場合のみ316にアップグレード。

特性	304	316	303	17-4PH	2205
種類	オーステナイト	オーステナイト	オーステナイト（快削）	析出硬化	デュプレックス
引張強さ (MPa)	515	515	620	1000 (H900)	620
降伏強さ (MPa)	205	205	240	880 (H900)	450
最大硬度	88 HB (焼鈍)	95 HB	26 HRC	40 HRC (H900)	32 HRC
加工性	不良（粘り）	不良（粘り）	優秀	普通	不良
溶接性	可	可	非推奨	困難	可（予熱）
耐孔食性	良	優秀	普通	良	優秀
SCC耐性	不良 (>60°C)	普通	不良	良	優秀
相対コスト	1.0x	1.3–1.5x	1.2–1.4x	2–3x	1.8–2.5x

316は2〜3%のモリブデンを含んでいます。それだけの違いですが、塩化物環境（海水、漂白剤、特定の酸）での耐孔食性が大幅に向上します。大部分の屋内環境では違いはありません。

316の過剰指定をやめる 316は304より30〜50%高く、一部サイズでは入手が困難。屋内用途の部品には304が適切。塩化物や酸の暴露要件がある場合のみ316を指定。

303は硫黄添加（最低0.15%）の304です。硫黄が切り屑を破断する介在物を形成し、黄銅のように切削できるようにします。工具寿命が2倍になり、サイクルタイムが30〜40%短縮。トレードオフ：耐食性の低下と信頼性の高い溶接が不可。

303を使うタイミング 大量の自動盤部品で加工性が最優先、耐食性は二次的要件（屋内の軽度環境）。フィッティング、コネクタ、バルブボディ、ねじ込み部品の多い部品に最適。

17-4PHは析出硬化ステンレス鋼です。溶体化処理状態（軟、約35 HRC）で加工し、その後H900時効処理で40 HRCにします。硬度と耐食性の両方が必要な場合 — 304と316では不可能 — 17-4PHが答えです。

状態	温度/時間	HRC	引張強さ (MPa)	備考
A（溶体化処理）	1040°C / 空冷	33–38	1035	この状態で加工
H900	480°C / 1時間	40–44	1310	最も一般的な時効状態
H1150	620°C / 4時間	28–36	1000	過時効、靭性向上

時効による寸法変化 17-4PHは時効時にわずかに膨張します（0.01〜0.03mm / 100mm）。厳密公差部品は時効前に下寸法を加工するか、公差スタックで考慮。

オーステナイト系ステンレス（304、316）は加工が困難で有名です。加工硬化し、凝着し、多量の熱を発生します。実際に有効な方法：

ルール	詳細
十分な送り、滞留なし	送りは加工硬化層の下まで到達するのに十分な大きさ。絶対に滞留させない — 工具が表面を摩擦し、局所的に硬化、部品がスクラップ。
常にシャープな工具	鈍った工具はより多くの加工硬化を引き起こす。摩耗に見える前に交換。TiAlNまたはダイヤモンドコーティングを使用。
十分なクーラント供給	ステンレスは多量の熱を発生。連続切削には十分なクーラント供給必須。エアブローだけでは不十分。
剛性のあるセットアップ	ステンレスの切削抵抗は大きい。最短の工具を使用、突出しを最小化、剛性のあるワークホールディング。
切り屑の排出	ステンレスの切り屑は粘りがあり、再切削の可能性。チップブレーカ形状の工具を使用、高圧クーラントがあれば使用。
炭素鋼の2倍のコスト	送りが遅い、工具摩耗が早い、セットアップが多い。同じ形状でステンレスの加工コストは4140の約2倍。

ミス	結果	正しい方法
304で十分なのに316を指定	30〜50%余分に支払い、メリットなし	316は塩化物/酸の暴露要件がある場合のみ
溶接組立品に303を使用	硫黄が溶接部にブローホォシティと割れを発生	溶接部品にはすべて304を使用
304加工中に滞留	表面が加工硬化し、工具がチャタリング、部品がスクラップ	工具を常に動かす。切削中に決して停止しない。
17-4PHの膨張を考慮せず	時効後に寸法超過	時効前に0.01〜0.03mm下寸法に加工
ステンレスを高強度部品に使用	304の降伏強さは205 MPaのみ — アルミ6061-T6より弱い	強度が必要なら17-4PHまたは合金鋼に変更
グレードなしで「ステンレス」と記載	サプライヤーは最も安いものを発送 — 201や430の可能性	必ず「304ステンレス」または「316Lステンレス」と明記