材質について|ステンレス

ステンレスねじ種類

ステンレスのネジとは

ステンレスとは一般にステンレス鋼=StainlessSteeIを意味し直訳すると「さびない鉄」です。
鉄を主成分としてCr(クロム)を重量比で10.5%以上32%以下、炭素を1.2%以下含む合金鋼で優れた耐食性を有する材料です。
しかし鉄が主成分なので特定の環境、使用条件の下ではさびる事があるので、実際には「さびにくい鉄」と言えます。

ステンレスがさびにくい理由

鉄に10.5%以上のC「(クロム)を含ませると、主成分の鉄が酸化するよりも先にCr(クロム)が空気中の酸素と結合し、表面全体に酸化クロムの膜ができます。
この膜は1~3,m(ナノメートル)と非常に薄く無色透明なので見えません。
しかし級密で安定した被膜のため酸素を通さず鉄の欠点である酸化現象(さび)を防ぐ働きをします。この膜を不動態皮膜といいます。

呼び方、表示

呼び方:ステンレス鋼の鋼種区分と、ボルト、ねじ及び埋め込みボルトの強度区分に対する呼び方の体系を図にまとめました。材料の呼び方は、ハイフン(‐)によって分けられた2つのブロックから構成され、第1ブロックは鋼種区分を示し、第2ブロックは強度区分を表します。
A:オーステナイト系ステンレス鋼:(英: austenite)
C:マルテンサイト系ステンレス鋼:(英: martensite)、鉄-炭素合金(Fe-C系合金)
F:フェライト系ステンレス鋼:(英: ferrite)
これらは鋼種区分を示し、鋼種に含まれる化学成分の範囲を1ケタの数字で表します。

ステンレス鋼種区分図解

種類

ステンレス (SUSXM7)

SUS304を加工しやすくしたステンレス鋼がSUSXM7です。短所は冷間加工性がよくないことです。 加工によって硬化し、「割れ」や「欠け」が発生することもあります。 また金型や工具の寿命も短くコスト高になります。 そこで柔らかい金属のCu(銅)を添加して加工硬化性を抑え冷間加工しやすくステンレス鋼がSUSXM7です。
耐食性や強度はSUS304と同等です。現在SUS304はヘッダー材としてはほとんど使用されていません。

SUS304 = Cr18% + Ni 8%
SUSXM7= Cr18% + Ni 9%+ Cu3%

ステンレスの鋼種名は、SUS304やSUS410などのようにSUSの後に3桁の数字がつきます。SUSXM7のような鋼種名は独特ですがJIS規格にも認定された鋼種です。 
XM7というのは開発中のナンバー名で、その性能がとても優れていたため、通称“XM7”で市場に広く流通されていました。 後にJISに認定されるとき(1977年)には、XM7という名が浸透していたので、そのまま「SUSXM7」が採用されました。
用途:防錆用途に使用します。主に錆びない目的で使用します。
磁性: 無し※:オーステナイト系ステンレスは、一般的には非磁性ですが加工等によって内部構造に変化が生じ少し磁性を帯びることがあります。

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SUS303  ステンレス鋼棒(JIS Gg 4303)

オーステナイト系ステンレス鋼。硫黄(S)や燐(P)を添加する事で被削性を向上させています。SUS302の高セレン快削鋼。溶接には不向き。
用途:耐食性が必要で溶接を伴わない加工部品全般。切削品
磁性:無し※:オーステナイト系ステンレスは、一般的には非磁性ですが加工等によって内部構造に変化が生じ少し磁性を帯びることがあります。

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SUS304 ステンレス鋼棒 (JIS G 4303)

最も代表的なステンレス鋼です。オーステナイト系ステンレス鋼。耐食性良好。溶接性、曲げ加工良好。
オーステナイト系で、18%のCrと8%のNiが主要成分です。
「18-8ステンレス」と呼ばれたりもします。耐食性は優れていて、機械的性質も良好です。 冷問加工によって硬化し、磁性が発生することもあります。
用途:工作機械部品・軸・歯車・六角穴付ボルトなど多岐にわたっています。
ごく昔からステンレスは304でしたが、それに銅を添加したXM7が主流になりつつあります。
磁性:無し※:オーステナイト系ステンレスは、一般的には非磁性ですが加工等によって内部構造に変化が生じ少し磁性を帯びることがあります。

SUS304L

SUS304のうち、炭素の含有量を減らした極低炭素鋼です。
耐粒界腐食性に優れ、溶接後熱処理できない部品類にも使用される。
磁性:無し※:オーステナイト系ステンレスは、一般的には非磁性ですが加工等によって内部構造に変化が生じ少し磁性を帯びることがあります。

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SUS310S

ニッケルとクロムのバランスは25Cr-20Niで、耐酸化性がSUS309Sより優れています。耐熱鋼としてよく使われます。
磁性:非磁性

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SUS316L

SUS316の極低炭素鋼です。性質は、316の耐粒界腐食性を強化したものです。
いわゆる、SUS316を加工しやすくしたステンレス鋼がSUS316Lです。
SUS316は、硬い金属(C「、Ni)が多く含まれていて、かなりカロ工しにくいステンレス鋼です。
そこで、炭素の量を低くすることですこし柔らかくなりカロエしやすくなります。
『L』とはローカーボンを表します。
用途:海水をはじめとする耐食性、耐孔食性が必要な場所で使用される。

SUS316 ≒ Fe68% + Cr18% + Ni12% + Mo2% + C(0.08%以下)
SUS316L ≒ Fe68% + Cr18% + Ni12% + Mo2% + C(0.03%以下)

SUS316とSUS316Lの大きな違いはC(炭素)の含有量ですがSUS316Lの「0.03%以下」というのは、SUS316の「0.08%以下」に含まれます。

磁性:無し※:オーステナイト系ステンレスは、一般的には非磁性ですが加工等によって内部構造に変化が生じ少し磁性を帯びることがあります。

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SUS316 ステンレス鋼棒(JIS G 4303)

オーステナイト系ステンレス鋼。海水に対する耐食性良好。耐薬品性にも優れている。
SUS316は、SUS304に耐食'性のよいMo(モリブデン)を添加したものです。
また、Niの増量によって耐食性をよりよくする効果があります。化学薬品用にも使用されます。

SUS316 ≒ Fe68% + Cr18% + Ni12% + Mo296
SUS304 ≒ Fe74% + Cr18% + Ni8%
磁性:無し※:オーステナイト系ステンレスは、一般的には非磁性ですが加工等によって内部構造に変化が生じ少し磁性を帯びることがあります。

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SUS329J4L

海水など高濃度塩化物環境において優れた耐孔食性、耐SCC性(耐応力腐食割れ性)があります。

磁性:有り

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SUS410

熱処理するためのステンレス鋼です。
マルテンサイト系で鉄が約87%と多く、その中に含まれるC(炭素)も多いので熱処理が出来ます。
ドリルねじやタッピンねじに使用されます。
一般の熱処理では、ステンレス鋼の場合、Cr(クロム)が炭化して黒く、もろくなってしまいます国ですからステンレス鋼には「窒化熱処理」を行います。
磁性:有り

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SUS403

マルテンサイト系ステンレス、SUS410の耐食性や成形性をさらに向上させたステンレス鋼材です。

磁性:有り

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ASL516

 合金元素適正添加 ( 適正比率 ) と熱処理の技術により、 耐食性と硬さを両立させることを目的に開発された13Cr-Ni-Moマルテンサイト系ステンレスです十分な硬さと引張り強さがあり、 しかも適度な靭性を持っています。
その為にタッピングのネジ山を変形することなく、 正確な雌ネジが形成されます

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不動態皮膜

特徴として「自己修復性」を持ちます。加工中や使用中に不動態皮膜が破れても、鋼中のクロムと大気中等の酸素とが反応して同じ皮膜を瞬時に再生します。
またクロムは鋼中から供給されるため、自己修復性は何度でも繰り返し発揮されます。
酸素の供給がさまたげられない限り、常にステンレスの表面は不動態皮膜によって保誕されます。

焼き付き(かじり)

ステンレスのボルトやナットを電動機などで高速で締め付けると、ねじのはめ合い部で摩擦による熱が発生します。
その熱によってねじ部が膨張し、雄ねじと雌ねじが密着して動かなくなる状態を「焼き付き(かじり)」と言います。
トルク(回転力)によっては、ボルトが折れることもあります。
ステンレスは、熱伝導率が低く、 SUS304…鉄の1/3
魔法瓶、お鍋、お風呂などに使斥
熱膨張率が高いため. SUS304…鉄の15倍
鉄と同じ程度の摩擦でも熱が発生しやすく、その熱による変形や歪みも大きくなります。

<焼き付き防止コート>
上記のような焼き付きを防止する為に表面に潤滑被膜を施す処理が焼き付き防止コートです。
一般的にフッ素樹脂をベースにしており、Sコート等、各社独自の名前が付けられています。

ステンレスの表面処理

<パシベート処理(不動態化処理)>
製造工程にて付着した油脂類、鉄分等の不純物を除去した後、硝酸に浸濱し酸化クロムの膜(不動態被膜)を生成させ耐食性を向上させます。 不動態化以外にも、カロエ度合の大きい部分の黒ずみ除去にも使います。(タッピンねじの首のつけね.先端、六角穴付ボルトの六角穴etc.)

<ステンレス電解研磨>
電解研磨によって、微細なバリ・残留異物の除去を行うことで、光沢が出ます。 また表面が滑らかで不純物の付着が極めて少なくなる事から、電解研磨後に不動態化処理を行うことにより、更に耐食性を向上させる率ができます。

<GB(テンパーカラー)>
ステンレスに熱を加えることにより、ステンレス表面がブロンズ色になります。温度差によりブロンズ色の濃淡をつけることが可能です。 当社の基本色はGB6号=SC-5カラーです。薬品による酸化着色も可能です。

<BK(薬品カラー)>
美麗な黒色で密着性、耐食性、耐熱性が優れています。 薬品による酸化着色で黒染めです。鍍金と比べて色調変化がなく一定です。 黒染めの被膜は1.5~2.5ノum(参考値)です。

ステンレスの溶接性

溶接カロエできますが、特別な配慮が必要です。
・マルテンサイト系(SUS410など)急冷による班裂がおこりやすく、割れなどが発生することもあります。
・フェライト系(SUS430など)900℃以上に加熱された部分はもろくなります。
・オーステナイト系(SUS304など)溶接金属、および熱影響部の耐食'性が悪くなります。熱膨張率が大きいため、歪みや割れが発生しやすくなります。
なお、切削鋼のSUS303は、溶接には向きません、

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