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300シリーズと二相ステンレス鋼 - どちらを選ぶべきですか?

2022年5月17日

二相鋼は、炭素鋼や標準的なオーステナイト系合金が使用できない多くの場所で使用され、成功しています。オーステナイト系と同様、二相鋼にも様々な種類があり、耐食性も希薄二相鋼の中程度からスーパー二相鋼の非常に高いものまで、様々なものが選択できます。

二相鋼の利点は、高強度、優れた疲労特性、塩化物応力腐食割れに対する高い耐性、他の特定の媒体に対する高い耐食性、高価な合金元素の削減化であり、多くの人々に知られています。これらが二相鋼が「問題解決型合金」である理由であり、炭素鋼や標準的なオーステナイト系合金が使用できな かった多くの場所で、二相鋼の使用に成功しています。

オーステナイト系と同様、二相鋼にも様々な種類があり、耐食性も希薄二相鋼の中程度からスーパー二相鋼の非常に高いものまで様々です。

しかし、現在、二相鋼の生産量はステンレス全体の生産量の1%未満であり、300シリーズオーステナイト系鋼種は全体の約55%、オーステナイト系鋼種は約75% を占めています。二相鋼の利点は数多くありますが、なぜ生産量が大幅に増加しないのでしょうか。

その理由はいろいろ考えられます。

まず、強度が高いことが必ずしも有利とは限りません。 強度が高いと成形加工が難しくなることがあります。また、強度と硬度が高いほど、さまざまな表面仕上げを施すことができるようになります。300シリーズの高い延性は例外的で、深絞りなどの極端な成形加工も可能にします。

第二に、二相鋼は二相構造であるため、溶接の品 質確保が困難です。これに対し、300シリーズ合金は、溶接品質においてより寛容です。

もう一つの大きな違いは、オーステナイト系合金が 極めて広い温度範囲に適しているのに対し、二相鋼は 低温と高温の両方で制約があることです。

二相鋼の合金元素のコストは、ほぼ同等のオーステナイト系合金よりも低くなりますが、二相鋼の製造コストは高確率で高くなります。二相鋼は、厳しい腐食条件下で使用されることが多く、納入される二相鋼部品の冶金的品質が追加試験により保証されることがより重要です。二相鋼は、調整または補修が必要な表面欠陥を持つ可能性も高い。さらに、一定品質の二相鋼グレードの入手性も高くありません。そのため、多くの製品形状やサイズが必要な場合、完全な部品表を見つけるのは困難でしょう。

“二相鋼を検討する場合、そのすべての利点と限界を理解することが重要であり、異なる利点と限界を持つ300系合金と比較することが必要です。”

二相合金には、厚肉のタンクや圧力容器、回転機器、 CUI (corrosion under insulation) が問題となる配管システムなど、 性能と耐久性が証明された優れた選択肢となるニッチな用途があります。しかし、二相鋼を検討する際には、その長所をすべて理解するだけでなく、異なる長所と限界のある300シリーズ合金と比較することが重要です。

上の写真で、左中央の大きなステンレスタンクは、炭素鋼タンク(左)に代わって二相合金になったものです。二相鋼の強度が高いため、肉厚を大幅に薄くすることができました。右側の小型タンクは、二相鋼の強度が高くても大きな利点がないため、オーステナイト系ステンレス鋼で作られています。


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この記事は、300シリーズステンレス鋼の代替となり得る鋼 種を比較するシリーズの2つ目です。
300シリーズステンレス鋼に代わる可能性のある鋼種の詳細はこちら

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