オーステナイト系耐熱ステンレス鋼

309および310ステンレス鋼板は、高Crおよび高Ni含有量を特徴とする耐熱オーステナイト鋼です。309Sおよび310Sは、それぞれ低炭素バージョンです。酸化媒体では、どちらも優れた耐食性と高温強度を備えています。室温では、オーステナイトステンレス鋼310のマトリックス微細構造は純粋なγです。310は、それぞれ25%クロムと20%ニッケルを含むため、「2520ステンレス鋼」とも呼ばれます。310Sおよび309Sは高温で酸化されにくく、一般的に使用される耐高温グレードです。実験結果によると、温度が1000℃未満の場合は310の酸化速度が遅くなります。温度が1200℃まで上昇し続けると、310の酸化度は急速に加速します。また、濃度65%～85%の硝酸などの強酸の輸送や保管にも使われています。

 

他の規格における代替資料:

JIS G4303 SUS309S、SUS310S

EN 10088-1 X12CrNi23-13/ 1.4833、X15CrNiSi25-21/ 1.4841、X8CrNi25-21/ 1.4845

 

化学組成

国際規格	309	309S	310	310S
Ｃ	≤0.20	≤0.08	≤0.25	≤0.08
シ	≤1.00	≤1.00	≤1.50	≤1.50
ミネソタ	≤2.00	≤2.00	≤2.00	≤2.00
ポ	≤0.045	≤0.045	≤0.045	≤0.045
ス	≤0.030	≤0.030	≤0.030	≤0.030
Cr	22.00~24.00	22.00~24.00	24.00~26.00	24.00~26.00
ニ	12.00~15.00	12.00~15.00	19.00~22.00	19.00~22.00

310耐熱ステンレス鋼は、高温条件下でも性能が安定しており、外部から腐食や酸化を受けにくいです。これは主に310ステンレス鋼自体のCr含有量が高いためです。金属Crは酸素と結合してCr2O3酸化膜を形成し、パッケージ全体が310鋼の表面を常に覆います。これは310鋼が「防護服」を着ているのと同じで、内部の310金属が外界と接触するのを防ぐことができます。これが、310鋼が高温で優れた耐酸化性を持つ主な理由です。

耐熱ステンレス鋼の場合、クロム（Cr）元素は高温でも安定しており、酸化して脱落しません。しかし、Cr含有量が高すぎるとステンレス鋼の靭性も低下します。これは、Crがα組成の出現を促進し、γを阻害するためです。αが多すぎると脆性相が生成されやすくなります。したがって、オーステナイト系ステンレス鋼では、Cr含有量が適度であることが望ましいです。これにより、材料のあらゆる面での性能が確保されるだけでなく、一部の脆性相の出現を防ぐこともできます。

ニッケルは耐熱オーステナイト系ステンレス鋼において非常に重要な元素であり、γの形成を促進する上で積極的な役割を果たします。Ni含有量の増加により、γ相からα相への遷移温度が非常に低くなり、オーステナイトマトリックスの安定性が向上します。さらに、適切なNi含有量はステンレス鋼の全体的な機械的特性と良好な溶接特性を明らかに向上させます。