TP304、TP316、TP310S、S32205、S32750、904L、およびIncenel 625ステンレス鋼の包括的なガイド

ステンレス鋼 また、高性能合金は、腐食抵抗、高強度、耐久性など、その卓越した特性のため、現代の産業にとって重要な材料です。これらの材料は、日常のアイテムから過酷な環境で高度に専門化されたコンポーネントまで、幅広いアプリケーションで不可欠です。このガイドは、TP304、TP316、TP310S、S32205、S32750、904L、およびIncenel 625の7つの重要な材料の詳細な概要を提供します。これらの合金はそれぞれ、化学処理、海洋、石油、ガス、航空宇宙などの特定の産業に適した特性のユニークな組み合わせを提供します。エンジニアと材料の仕様を理解することは、プロジェクトで最適なパフォーマンスと寿命を確保するために重要です。

TP304ステンレス鋼

オーステナイトステンレス鋼の基礎グレードであるTP304は、世界で最も広く使用されているステンレス鋼の1つです。多くの大気環境での優れたフォーミン性、溶接性、耐食性により、多用途の材料になります。

化学組成と特性

TP304は主に18％クロムと8％のニッケルで構成されているため、「18/8」ステンレス鋼と呼ばれることがよくあります。この構成は、さまざまな腐食性媒体に良好な耐性を提供します。それはアニールされた状態では非磁性であり、良好な強度と靭性を持っています。ただし、塩化物が豊富な環境では、孔食や隙間の腐食の影響を受けやすい場合があります。

一般的なアプリケーションと制限

その衛生と洗浄の容易さにより、TP304は食品加工業界でタンクや配管などの機器に広く使用されています。また、キッチン機器、建築パネル、家電製品にもあります。重要な制限は、他のグレードと比較して塩化物に対する耐性が低いことであり、過酷な海洋または沿岸の用途に適していないことです。

他のグレードとの比較

TP316のようなグレードと比較して、TP304はモリブデンを欠いており、耐食性が強化されています。これにより、TP304は、あまり要求の少ない環境のためのより費用対効果の高い選択肢になります。ただし、海洋や化学処理など、より高い腐食抵抗が必要なアプリケーションでは、TP316がより良い選択肢です。

TP316ステンレス鋼

TP316ステンレス鋼は、TP304と比較して優れた腐食抵抗で有名なオーステナイト合金であり、より積極的な環境で定番となっています。

化学組成と特性

TP316とTP304の重要な違いは、通常2％から3％の範囲であるモリブデンの添加にあります。この添加物は、特に塩化物を含む設定で、孔食と隙間の腐食に対する耐性を大幅に高めます。 TP316には、より高いレベルのニッケルも含まれており、さまざまな酸に対する耐性がさらに向上します。優れた形成性と溶接性など、TP304と同じ機械的特性の多くを共有していますが、腐食攻撃に対する耐性が高くなります。

海洋および化学環境のアプリケーション

TP316の耐食性が強化されると、海水への曝露が主な関心事である海洋用途にとって好ましい選択となります。これは、ボート継手、手すり、沿岸建築コンポーネントに広く使用されています。化学処理産業では、TP316は貯蔵タンク、パイプライン、および硫酸および塩酸を含むさまざまな化学物質を処理するその他の機器に使用されています。このグレードは、その清潔さと汚染に対する耐性について、製薬および食品加工産業でも一般的です。

利点と制限

TP316の主な利点は、塩化物環境における優れた腐食抵抗です。ただし、モリブデンが存在するため、TP304よりも高価です。多くの酸性条件ではうまく機能しますが、特定の高温腐食性環境の影響を受けやすく、高温で例外的な強度を必要とするアプリケーションに最適ではありません。

TP310Sステンレス鋼

TP310Sは、熱と酸化抵抗が重要な用途向けに特別に設計された高温オーステナイトステンレス鋼です。

化学組成と特性

TP310Sには、クロム（25％）とニッケル（20％）の両方の割合が含まれており、高温での酸化と耐食に対する優れた耐性を提供します。この組成により、熱疲労に非常に安定して耐性があり、約1050°C（1922°F）の温度まで拡大します。 TP310Sの「S」は、その対応物TP310よりも低い炭素含有量を示しています。これにより、溶接性が向上し、感作のリスクが低下します。

高温アプリケーション

TP310Sの主な用途は、高温環境です。一般に、炉の部品、熱交換器、ki、燃焼室で見られます。酸化に対する耐性は、熱いガスや腐食性の雰囲気にさらされる成分に最適です。その他の用途には、産業用炉用のバーナーチップ、放射管、およびコンベアベルトが含まれます。

利点と制限

TP310Sの重要な利点は、その並外れた高温強度と酸化抵抗です。それは、大幅な分解なしに繰り返し熱サイクリングに耐えることができます。ただし、その高い合金含有量により、TP304およびTP316よりも高価になります。高温で優れたパフォーマンスを提供しますが、室温での耐食性はTP304の耐食性に匹敵し、汎用の選択ではなく特殊な材料になります。

S32205デュプレックスステンレス鋼

2205とも呼ばれるS32205は、最も広く使用されている二重ステンレス鋼です。オーステナイト相とフェライト相の両方を組み合わせた、そのユニークな微細構造は、特性の強力な組み合わせを与えます。

化学組成と特性

S32205の二重構造は、高強度と優れた腐食抵抗を提供します。その化学組成には、約22％のクロム、3％モリブデン、5-6％のニッケルが含まれます。フェライト相は、ストレス腐食亀裂に対する高強度と抵抗に寄与しますが、オーステナイト相は靭性と良好な一般的な腐食抵抗を提供します。このバランスの取れた構成は、TP304のような一般的なオーステナイトグレードの約2倍の降伏強度をもたらします。

化学物質、石油、ガス、および海洋産業の用途

S32205の高強度と優れた腐食抵抗の組み合わせにより、アプリケーションの要求に最適です。石油およびガス産業では、腐食性液に対する耐性のため、フローライン、熱交換器、セパレータに使用されています。化学処理産業は、塩化物がストレス腐食亀裂を引き起こす可能性のある環境での圧力容器と配管にS32205を使用しています。また、その耐久性は、海水配管システムやプロペラを含む海洋アプリケーションに人気のある選択肢となります。

利点と制限

S32205の主な利点は、オーステナイトグレードと比較して、ストレス腐食亀裂に対する高強度と優れた抵抗です。より高価なニッケル合金に代わる費用対効果の高い代替品を提供します。ただし、その溶接性はより困難になる可能性があり、300°C（572°F）を超える温度でも脆くなる可能性があるため、継続的に使用することは推奨されません。

S32750スーパーデュプレックスステンレス鋼

超二重ステンレス鋼であるS32750は、標準の二重グレードからのパフォーマンスの重要なステップアップを表し、さらに大きな強度と耐食性を提供します。

化学組成と特性

S32750は、クロム、モリブデン、および窒素の高い含有量を特徴としています。その組成には、約25％のクロム、7％のニッケル、4％モリブデンが含まれます。この強化された化学は、孔食、隙間、ストレス腐食亀裂に対する優れた耐性を提供します。より高い合金含有量により、S32750は40を超えるピット抵抗等価数（Pren）を与え、攻撃的な塩化物環境での並外れた性能を示しています。また、非常に高い引張と降伏強度を誇っており、利用可能な最も強力なステンレス鋼の1つとなっています。

過酷な環境でのアプリケーション

S32750は、最も挑戦的なアプリケーションに最適な資料です。オフショア石油およびガス産業では、非常に腐食性の海水と酸っぱいガスへの曝露が一定である海底パイプライン、ライザー、マニホールドのために広く使用されています。化学処理では、攻撃的な酸と塩化物の取り扱いに使用されています。その強度と耐食性は、海洋工学の淡水化植物や構造成分にも適しています。

利点と制限

S32750の主な利点は、ステンレス鋼間の強度と腐食抵抗の比類のない組み合わせです。他のグレードが失敗する非常に攻撃的なメディアに耐えることができます。ただし、この優れたパフォーマンスはより高いコストで提供されます。 S32205と同様に、その使用は、脆性のリスクがあるため、300°C（572°F）未満のサービス温度に限定されています。

904Lスーパーオーステナイトステンレス鋼

904Lは、特に攻撃的な酸に対して、優れた腐食抵抗を必要とする用途向けに開発されたスーパーオーステナイトステンレス鋼です。

化学組成と特性

904Lの高性能は、約20％のクロム、25％のニッケル、および4.5％モリブデンを含む重要な合金含有量によるものです。この組成物は銅でも濃縮されており、硫酸やその他の還元酸に対する例外的な耐性を提供します。高いニッケル含有量は、安定したオーステナイト構造とストレス腐食亀裂に対する優れた耐性を保証します。その低炭素含有量は、溶接後の顆粒間腐食に対して耐性があるようにします。

化学処理および医薬品の用途

904Lは、産業プロセスで最も腐食性のあるメディアのいくつかを処理するように特別に設計されています。化学加工業界では、硫酸、リン酸、およびその他の攻撃的な化学物質を処理する装置に広く使用されています。幅広い腐食性環境に対するその優れた抵抗は、製品の純度と汚染予防が最重要である原子炉、容器、パイピングの製薬業界の貴重な材料にもなります。その他のアプリケーションには、汚染防止装置とパルプおよび紙処理が含まれます。

利点と制限

904Lの主な利点は、幅広い酸に対するその並外れた耐性と、塩化物環境でのストレス腐食亀裂に対する免疫です。多くのアプリケーションで、より高価なニッケル合金の実行可能な代替品を提供します。ただし、その高い合金含有量は、プレミアム価格のステンレス鋼になります。その腐食抵抗は優れていますが、その機械的強度はデュプレックスグレードほど高くはありません。

Incenel 625ニッケル合金

Incenel 625は、広い温度範囲での優れた強度、靭性、耐食性で知られている高性能ニッケルベースの合金です。

化学組成と特性

Incenel 625はステンレス鋼ではなく、超合金です。その組成は主にニッケル（58％分）であり、クロム（20-23％）とモリブデン（8〜10％）を著しく添加しています。このユニークな組み合わせは、ニオブとともに、固形溶液の強化効果を提供し、高度に腐食性の酸やアルカリを含むさまざまな腐食性媒体に並外れた強度と耐性を与えます。最大約980°C（1800°F）までの極低温温度で機械的特性を維持しています。

航空宇宙、化学処理、および海洋工学の用途

その優れた特性により、Incenel 625は最も要求の厳しい業界で使用されています。航空宇宙では、極端な温度やストレスにさらされるエンジンダクト、排気システム、熱交換器などのコンポーネントに利用されています。化学処理産業は、高温で高度に腐食性の酸と塩化物を処理する機器に使用しています。海水およびストレス腐食亀裂に対する抵抗は、ワイヤーロープ、プロペラブレード、海底成分などの海洋工学アプリケーションに最大の選択肢となります。

利点と制限

Incenel 625の重要な利点は、その並外れた高温強度と疲労抵抗と、広大な積極的な環境での優れた耐食性です。温度と腐食性媒体の点で、ステンレス鋼よりも多用途です。主な制限は非常に高いコストであり、他の素材がパフォーマンス要件を満たすことができない重要なアプリケーションに使用を制限します。

次の表には、材料選択における支援のための並んで比較してください。

溶接と製造

これらの合金を溶接と製造するには、独自の特性を維持するための特定の手法が必要です。

TP304およびTP316：これらのオーステナイトグレードは、一般に、TIG（GTAW）やMig（GMAW）などの標準的な方法を使用して溶接が容易であると考えられています。重要なのは、感染を防ぐために熱入力を最小限に抑えることであり、これは顆粒間腐食につながる可能性があります。低炭素グレード（304L、316L）は、溶接後の熱治療を必要としないため、この問題を回避するために溶接に優先されます。

TP310S：高温に対する合金含有量が高いため、TP310Sは溶接可能ですが、適切なフィラー金属と制御された熱入力は、熱い亀裂を防ぐために重要です。

S32205およびS32750（デュプレックス）：溶接デュプレックスとスーパーデュプレックスステンレス鋼はより複雑です。目標は、溶接金属と熱の影響を受けたゾーンでオーステナイトとフェライトの正しいバランスを維持することです。窒素含有シールドガスと慎重に選択されたフィラー金属を使用することが重要です。一般的に、溶接後の熱処理は必要ありませんが、脆性金属間相の形成を避けるために、溶接パラメーターの厳密な制御が必要です。

904L：904Lは、従来の技術を使用して溶接可能です。低炭素含有量は、感作を防ぐのに役立ちます。一致するフィラー金属が通常使用され、最終溶接で最適な耐食性を確保するために適切な熱制御が重要です。

Inconel 625：溶接インコルエル625には、硬化する傾向があり、高強度があるため、特殊な技術が必要です。手順には、多くの場合、特定のフィラー金属（Ernicrmo-3またはErnicrmo-4）、パルス溶接、および厳密な清潔さを使用することがよくあります。通常、予熱は必要ありませんが、応力を緩和し、特性を最適化するためのアプリケーションに応じて、溶けた熱処理が必要になる場合があります。

ケーススタディと例

TP304：地元の醸造所は、発酵タンクと配管にTP304ステンレス鋼を使用しています。材料の滑らかな表面は簡単にきれいになり、細菌の成長を防ぎ、製品の純度を確保します。その一般的な腐食抵抗は、扱われている軽度の化学物質と食品に十分です。

TP316：沿岸の都市の新しい桟橋は、TP316から作られた手すりと備品を備えています。モリブデンの含有量は、海のスプレーからの塩化物腐食に対する必要な耐性を提供し、錆を防ぎ、最小限のメンテナンスで長いサービス寿命を確保します。

TP310S：工業用炉メーカーは、TP310を使用して、高温炉の内部ライニングとサポート構造を構築します。このグレードの高クロムとニッケルの含有量は、酸化とスケーリングを防ぎ、材料の故障なしに1000°Cを超える温度で炉を効率的に動作させることができます。

S32750：北海のオフショアオイルプラットフォームは、海水冷却システムとファイアーラインにS32750を使用しています。材料の優れた孔食と応力腐食亀裂抵抗は、その高強度とともに、非常に過酷な海洋環境におけるこれらの重要なシステムの信頼性と安全性を保証します。

Incenel 625：航空宇宙会社は、ジェットエンジンの排気ノズルにIncenel 625を利用しています。材料の並外れた高温強度と疲労抵抗により、燃焼ガスの激しい熱とストレスに耐えることができ、飛行中の性能と安全性が保証されます。