ステンレス鋼の合金元素

ステンレス鋼は、特定の組成と等級に沿ったいくつかの合金元素を含んでいます。 以下では、合金添加物とその存在理由、各合金元素の概要表について説明します。

画像引用：/Nutthpol Kandaj

Carbon

炭素と鉄は合金化されて鋼となる。 この工程で鉄の強度と硬度を高める。

フェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼では、炭化物が析出する恐れがあるため、特に溶接用として高炭素含有は好ましくない。 ニッケルと同様に、マンガンはオーステナイト形成元素であり、オーステナイト系ステンレス鋼のAISI200範囲、例えばAISI 304の代替としてAISI202でニッケルの代わりとして伝統的に使用されてきました。 より多くのクロムが追加された場合、抵抗はさらに改善されます。

ステンレス鋼は、少なくとも10.5％のクロム（通常は11または12％）、これは、クロムの比較的低い割合で鋼に比べて、かなりのレベルの耐腐食性を付与しています。

ニッケル

大量のニッケル – 8％以上 – 高クロムステンレス鋼に追加され、熱と腐食の両方に耐性がある鋼の最も重要なグループを生成します。

これらは、オーステナイトを形成するニッケルの傾向が低温と高温で、高い強度と優れた靭性や衝撃強度に貢献し、18から8（304 / 4301）で特徴付けられるオーステナイトステンレス鋼を含んでいます。

モリブデン

クロム-ニッケルオーステナイト鋼と混合すると、モリブデンは特に硫黄や塩化物を含む環境で、隙間や孔食への耐性を高める。

窒素

ニッケル同様、窒素はオーステナイト形成元素でステンレス鋼のオーステナイト安定性を増加させる。 窒素はステンレス鋼に混合されている場合、降伏強度はかなり孔食への抵抗の増加とともに強化される。

銅

ステンレス鋼では、銅はしばしば残留元素として存在する。 この元素は、析出硬化特性を作成したり、主に硫酸や海水の条件で、耐食性を向上させるためにいくつかの合金に追加されます。

チタン

チタンは、特に材料が溶接されなければならないときに、炭化物を安定させるためにしばしば追加されます。 チタンは炭素と結合してチタン炭化物を形成し、比較的安定で鋼に容易に溶解しないので、粒界腐食の発生を抑えることができると思われます。60％のチタンを添加すると、炭素がクロムではなくチタンと結合するようになり、耐食性クロムの粒界炭化物としての結合とそれに伴う粒界における耐食性の喪失を避けることができます。 このような鋼は、安定化の必要なしに容易に溶接することができる。

リン

切削性を向上させるために、リンはしばしば硫黄と一緒に追加されます。

硫黄

硫黄は少量添加で被削性を改善しますが、硫黄と同様に耐食性およびその後の溶接性に悪影響を及ぼします。

セレン

セレンは以前、被削性向上のための添加物として採用されました。

ニオブ/コロンビア

炭素安定化は、ニオブを鋼に添加することによって達成され、チタンと同じような性能を発揮するのです。 さらに、ニオブは合金や鋼を強化して高温での使用に対応します。

SiIicon

シリコンは一般的に鋼の溶解プロセスで脱酸（殺生）剤として採用されており、ほとんどの鋼で少量のシリコンが使用されています。

コバルト

原子炉の強い放射線にさらされると、コバルトは高放射能となるため、原子力分野で使用されるすべてのステンレス鋼には一定のコバルト制限があり、多くの場合0.1%です。

この問題は、残りのコバルトの一部がオーステナイト系ステンレス鋼の製造に使用されるニッケル中に存在するため、重要である。

カルシウム

機械加工性を高めるために少量添加されるが、セレン、リンおよび硫黄によって引き起こされる他の特性に悪影響を与えることはない。

ステンレス鋼の特性に対する合金元素の影響

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Key
√ = Beneficial
X = Detrimental

この情報は出典しております。 Aalco – Ferrous and Non-Ferrous Metals Stockist から提供された資料をもとに、レビューと脚色を行いました。

この出典の詳細については、Aalco – Ferrous and Non-Ferrous Metals Stockistをご覧ください。

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