ステンレス鋼とは何ですか？
冶金および材料科学の分野では、ステンレス鋼は耐食性とステンレス性を主な性能とする鋼の種類として定義されます。さらに、クロム含有量は少なくとも 10.5%、炭素含有量は 1.2% 以下でなければなりません。クロムは表面に保護酸化層を形成します。これは、さらなる酸化を防ぐ自己修復酸素バリアです。クロムが 10.5% 未満では、酸化皮膜の耐久性が不十分になり、自己修復ができなくなります。
ステンレス鋼はどのように作られるのでしょうか?
遵守すべき重要な手順をいくつか示します。
ステップ1：溶かす
それは、スクラップ金属と添加剤を電気アーク炉 (EAF) で溶解することから始まります。
ステップ2：炭素含有量の除去
炭素は鉄の硬度と強度を高めるのに役立ちます。ただし、炭素が多すぎると、溶接中に炭化物が析出するなどの問題が発生する可能性があります。溶融ステンレス鋼を鋳造する前に、炭素含有量を適切なレベルまで校正および低減することが不可欠です。
鋳造工場が炭素含有量を制御する方法は 2 つあります。
1 つ目は、アルゴン酸素脱炭 (AOD) によるものです。アルゴンガス混合物を溶鋼に注入すると、他の必須元素の損失を最小限に抑えながら炭素含有量が減少します。
使用されるもう 1 つの方法は、真空酸素脱炭 (VOD) です。この方法では、溶鋼を別のチャンバーに移し、そこで熱を加えながら酸素を鋼に注入します。次に、真空によって排気されたガスがチャンバーから除去され、炭素含有量がさらに減少します。
どちらの方法でも、炭素含有量を正確に制御して、最終的なステンレス鋼製品の適切な混合と正確な特性を保証します。
ステップ3：チューニング
炭素を削減した後、温度と化学的性質の最終的なバランスと均質化が行われます。これにより、金属が対象グレードの要件を満たし、鋼の組成がバッチ全体で一貫していることが保証されます。
サンプルはテストおよび分析されます。その後、混合物が必要な基準を満たすまで調整が行われます。
STEP 4: 成形または鋳造
溶鋼が作成されたら、鋳造工場は鋼を冷却して加工するための基本的な形状を作成する必要があります。正確な形状と寸法は最終製品によって異なります。
ステンレス鋼にはどのような種類がありますか?
ステンレス鋼は、さまざまな分類基準に従ってさまざまな種類に分類できます。一緒に見てみましょう。
1. 化学成分
ステンレス鋼の主な化学成分に従って、ステンレス鋼は 2 つのカテゴリに分類できます。
クロム系ステンレス鋼: 鉄のほかに、ステンレス鋼の主な合金元素はクロムです。
クロムニッケル系ステンレス鋼: 鉄のほかに、ステンレス鋼の主な合金元素はクロムとニッケルです。
2. 組織構造
ステンレス鋼は組織構造に応じて 5 つのカテゴリーに分類されます。彼らです：
オーステナイト系ステンレス鋼：主にニッケルとモリブデンの含有量で構成され、面心立方晶の結晶構造を持っています。ニッケルの添加により耐食性と延性が向上し、モリブデンにより酸性条件に対する耐食性が向上します。オーステナイト系ステンレス鋼の一般的なグレードは 304 と 316 です。
マルテンサイト系ステンレス鋼: 主に炭素とクロムを主要な合金元素として使用します。炭素濃度が高くなると、材料は体心正方晶構造になります。炭素濃度が低いと、体心結晶構造が形成されます。マルテンサイトは、オーステナイトが室温で急速に焼き入れされると形成されます。マルテンサイト系ステンレス鋼は、グレード 400、410、420 など、一般に 440 シリーズのステンレス鋼として知られています。
フェライト系ステンレス鋼：非磁性で体心立方晶構造をとります。その主な合金成分は、クロム、鉄 (そのためフェライト系と呼ばれます)、および低濃度の炭素です。したがって、フェライト系ステンレス鋼は柔らかいだけでなく、延性が向上し、成形性も向上しますが、熱処理はできません。フェライト系ステンレス鋼の例としては、400、409、430 などの他の 446 シリーズ グレードがあります。
二相ステンレス鋼: オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の組み合わせで、両方のタイプの結晶構造の比率が慎重に調整されています。高い強度と優れた耐食性を兼ね備えており、化学処理や石油およびガスの用途でよく使用されます。
析出硬化型ステンレス鋼: 材料内に析出する小さな粒子の形成によって実現され、格子応力を誘発することで強度と硬度が増加します。これにより、通常、基本的なオーステナイト系ステンレス鋼の 3 ～ 4 倍の強度が得られます。
ステンレス鋼の利点は何ですか?
1.優れた耐食性: 合金中にクロムが含まれているため、耐腐食性と錆び性に優れています。そのため、海洋や化学用途などの過酷な環境での使用に適しています。
2.優れた耐久性: ステンレス鋼は、強度対重量比が高く、強くて耐久性のある素材です。変形に強く、割れたり亀裂が発生することなく高い応力に耐えられるため、要求の厳しい用途での使用に適しています。
3. 魅力的な外観: 多くのアプリケーションにモダンで洗練された外観を与え、ほとんどのアプリケーションで本質的に不変でメンテナンスフリーです。
4. 良好な溶接性: ほとんどのステンレス鋼合金は溶接性が高く、個々の部品から複雑なシステムを組み立てる際に、クリーンで防水性の高い恒久的なプロセスが可能になります。
5. 良好な成形性: ステンレス鋼は一般にかなり展性の高い材料であり、多くの場合中程度から高い延性を備えているため、製造プロセスに多くのオプションがあり、幅広い目的で複雑で入り組んだ部品の製造を可能にします。
6.耐高温性：高温に耐えても劣化しません。
7. 持続可能な素材: 損失や劣化なく 100% リサイクル可能です。
8. 簡単な清潔さとメンテナンス: ステンレススチールはお手入れとメンテナンスが簡単です。滑らかな仕上がりで、汚れや細菌が隠れる場所がありません。それに応じて、メンテナンスコストも削減されます。
ステンレス鋼の限界は何ですか?
ステンレス鋼の主な制限は、特定のグレードや用途に応じて、炭素鋼やアルミニウムなどの他の材料よりも高価であることです。
ただし、再販価値が高いままであれば、売却した場合に費用の一部を取り戻すことができます。
ステンレス鋼はどこに使用されていますか?
ステンレスは日常生活の一部とも言えます。建設、機械、医療機器、食品加工、発電所、土木、造船、エネルギーなどで使用できます。使用するナイフとフォークでも、車に入れるオイルでも、ステンレス鋼はおそらく損傷を受けてきたでしょう。あなたが行うことに対する直接的または間接的な影響。
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