1. 導入
ステンレス鋼は、その例外的なため、近代的なエンジニアリングと工業デザインに革命をもたらしました 耐食性, 機械的強度, そして 衛生特性.
ステンレス鋼の幅広い配列の中, 304 そして 316 最も一般的に使用される2つのオーステナイトグレードのままです.
重要な違い? 攻撃的な環境での耐食性, 特に塩化物と酸性物質が関与しています.
特定の強みを理解する, 制限, 高性能に適した材料を選択する場合、各学年の経済的考慮事項が不可欠です, Long-Lifeアプリケーション.
2. ステンレス鋼とは何ですか?
ステンレス鋼 主に構成される腐食耐性合金鋼のファミリーです 鉄 (fe), クロム (CR≥10.5％), そして 炭素 (C≤1.2％),
のようなオプションの追加があります ニッケル (で), モリブデン (MO), マンガン (Mn), そして 窒素 (n) 特定のプロパティを強化します.
クロムの存在により、aの形成が可能になります 受動的な酸化物層 表面, 錆びを防ぎ、ステンレス鋼に定義する腐食耐性品質を与えます.
何ですか 304 ステンレス鋼?
304 ステンレス鋼(EN 1,4301/X5CRNI18-10), とも呼ばれます 18/8 ステンレス (クロムとニッケルの含有量を参照してください), 腐食抵抗が優れているため、汎用ステンレス用途の業界標準です, 製造の容易さ, および手頃な価格.
何ですか 316 ステンレス鋼?
316 ステンレス鋼(および1,4401 / x5crnimo17-12-2) に似ています 304 しかし モリブデンが含まれています (MO) - 抵抗を強化する合金要素 塩化物, 酸, そして生理食塩水の状態.
結果として, 316 多くの場合、ラベルが付けられています 「海洋グレード」 ステンレス鋼.
一般的なバリアントとその特性
| 学年 | タイプ | 炭素含有量 | 重要な機能 | 一般的な用途 |
| 304 | 標準 | ≤ 0.08% | 汎用ステンレス鋼, 優れた形成性と腐食抵抗 | シンク, アプライアンス, 自動車トリム |
| 304l | 低炭素 | ≤ 0.03% | より良い溶接性; 溶接後のカーバイド降水量に抵抗します | 圧力容器, タンク, 溶接構造 |
| 304h | 高炭素 | ≥ 0.04% | 高温での強度が改善されました | 熱交換器, ボイラー, ハイテンプパイピング |
| 316 | 標準 | ≤ 0.08% | 耐食性の強化 (モリブデン) | 海兵隊, 化学薬品, 食べ物 & 製薬機器 |
| 316l | 低炭素 | ≤ 0.03% | 塩化物環境での優れた溶接性 | 溶接タンク, 手術ツール, 海洋配管 |
| 316h | 高炭素 | ≥ 0.04% | 高温でのより大きな強度 | 製油所の機器, 圧力容器 |
| 316の | チタン安定化 | ≤ 0.08% | 高温で顆粒間腐食に抵抗します; 耐熱性 | 排気マニホールド, 煙道ガス脱硫 |
標準的な化学組成 (%)
| 要素 | 304 | 304l | 316 | 316l |
| 炭素 (c) | ≤ 0.08 | ≤ 0.03 | ≤ 0.08 | ≤ 0.03 |
| クロム (cr) | 18.0 - 20.0 | 18.0 - 20.0 | 16.0 - 18.0 | 16.0 - 18.0 |
| ニッケル (で) | 8.0 - 10.5 | 8.0 - 12.0 | 10.0 - 14.0 | 10.0 - 14.0 |
| モリブデン (MO) | - | - | 2.0 - 3.0 | 2.0 - 3.0 |
| マンガン (Mn) | ≤ 2.0 | ≤ 2.0 | ≤ 2.0 | ≤ 2.0 |
| シリコン (そして) | ≤ 1.0 | ≤ 1.0 | ≤ 1.0 | ≤ 1.0 |
| リン (p) | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 |
| 硫黄 (s) | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 |
| 窒素 (n) | ≤ 0.10 | ≤ 0.10 | ≤ 0.10 | ≤ 0.10 |
| 鉄 (fe) | バランス | バランス | バランス | バランス |
3. の物理的特性 304 vs 316 ステンレス鋼
比較するとき 304 そして 316 ステンレス鋼, 評価することが重要です 物理的特性,
機械設計のパフォーマンスを決定します, 熱条件, 磁気感度, および製造プロセス.
概要表: 物理的特性
| 財産 | 304 ステンレス鋼 | 316 ステンレス鋼 |
| 密度 | 7.93 g/cm³ | 7.98 g/cm³ |
| 溶融 範囲 | 1,400–1,450°C | 1,375–1,400°C |
| 熱伝導率 (で 100 °C) | 〜16.2 w/m・k | 〜16.3 w/m・k |
| 電気抵抗率 | 0.72 µΩ・m | 0.74 µΩ・m |
| 熱膨張係数 | 〜17.2 µm/m・°C | 〜16.0 µm/m・°C |
| 磁気応答 (アニール) | 非磁性 | 非磁性 |
| 弾性率 | 〜193 gpa | 〜193 gpa |
| 比熱容量 | 〜500 j/kg・k | 〜500 j/kg・k |
4. の機械的特性 304 vs 316 ステンレス鋼
理解します 機械的特性 ステンレス鋼の負荷をかけるために適切な材料を選択するためには重要です, 形にする, 溶接, ストレス下での耐久性.
機械的特性の概要
| 財産 | 304 ステンレス鋼 | 316 ステンレス鋼 |
| 抗張力 (MPA) | 515–750 | 485–745 |
| 降伏強度 (MPA) | 〜205 | 〜170–290 |
| 休憩時の伸び (%) | 〜40–60 | 〜40–60 |
| ブリネルの硬度 (HB) | 〜2 | 〜217 |
| ロックウェルの硬度 (bスケール) | 〜85–90 | 〜79–95 |
| 弾性率 (GPA) | 〜193 | 〜193 |
| 衝撃の靭性 (シャルピーv) | 素晴らしい | 素晴らしい |
注記: 値は、製品フォームによって異なる場合があります (シート, バー, チューブ), 製造プロセス, 熱処理.
熱処理できない
オーステナイトのステンレス鋼として, 両方 304 そして 316 ステンレス鋼は、フェライトやマルテンサイト鋼のような伝統的な意味での熱処理によって硬化できません. それらの特性は、主にコールドワークと合金要素の追加によって制御されます.
5. の腐食抵抗 304 vs 316 ステンレス鋼
ステンレス鋼は、腐食抵抗で有名です, 多様な業界で広く使用されている主な理由.
一般的な大気および水性性能
典型的な屋内環境と清潔, 淡水状態, 両方 304 そして 316 ステンレス鋼は非常によく機能します 自己治癒酸化クロムの形成のため (cr₂o₃) 表面にパッシブフィルム.
この層は、酸素と水分の障壁として機能します, 基礎となる金属を保護します.
- 304 ステンレス鋼: 汎用における優れた腐食抵抗, 食品加工などの非攻撃的な環境, アーキテクチャ使用, および家庭用品.
- 316 ステンレス鋼: 軽度の条件でも同様にうまく機能しますが 優れたパフォーマンスを提供します より要求の厳しいまたはわずかに汚染された環境、特に塩化物または酸が存在する場合.
孔食におけるモリブデンの役割 & 隙間腐食抵抗
The モリブデン (MO) コンテンツイン 316 ステンレス鋼 - タイプ的には周りに 2–3％ - 局所腐食に対する抵抗を大いに改善します.
- ピット腐食: 受動層の弱点を攻撃する塩化物イオンによって引き起こされる.
- 隙間腐食: タイトなギャップで発生します (例えば。, フランジジョイント, ガスケットインターフェイス) 停滞したソリューションは、時間とともにますます攻撃的になります.
比較パフォーマンス:
- 使用した制御された研究で 6% 塩化第二鉄溶液, 316 aを示した 腐食速度を最大でピットします 5 時間が低くなります よりも 304.
- 304 そのような環境では数時間以内に目に見える穴を開ける傾向があります, その間 316 かなり長い期間攻撃に抵抗します.
塩化物の比較腐食, 酸性 & 海洋環境
| 環境 | 304 ステンレス鋼 | 316 ステンレス鋼 |
| 淡水 | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 塩化物が豊富です (塩スプレー, プール) | 中程度 - 孔食が生息しています | 優れた - 耐孔化物と隙間の腐食 |
| 酸性 (軽度の有機酸) | 公正から良い | MOによるパフォーマンスの向上 |
| 海兵隊 (塩気, スプラッシュゾーン) | コーティングなしではお勧めしません | 優先材料 - 豊富な海洋グレード鋼 |
| 塩曝露の除去 (道路) | 錆や染色に対して脆弱です | 高い抵抗, 最小限のメンテナンスが必要です |
危険性 & メンテナンス要件
両方のグレードは恩恵を受けます 危険性, 遊離鉄を除去し、均一な酸化物膜を促進する化学プロセス, 彼らの メンテナンスプロファイルは異なります:
- 304 ステンレス鋼: 必要 より頻繁なクリーニング 完全性を維持するために、腐食性または塩化物にさらされた環境で.
- 316 ステンレス鋼: 必要 積極的なメンテナンスが少ない 回復力が高くなっているが、定期的な不動態化と清掃の恩恵を受ける.
6. 製造 & の加工性 304 vs 316 ステンレス鋼
製造と機械性に関しては, 両方 304 そして 316 ステンレス鋼は、良好な汎用性を示します, しかし、それぞれには製造の選択に影響を与える特定の特性があります.
形にする, 曲げ, スタンピング特性
両方 304 そして 316 ステンレス鋼はそうです 非常に延性があります そして、比較的容易に複雑な形に形成することができます.
彼らの オーステナイト微細構造 優れた伸びと靭性を提供します, これは、変形中の亀裂を防ぐのに役立ちます.
- 304 ステンレス鋼: 一般的に考慮されます 形成が少し簡単です 引張強度が低いため (通常、周り 520 MPA) に比べ 316.
これにより、複数段階の形成中に必要なアニーリングサイクルの数を減らすことができます. - 316 ステンレス鋼: 強度が高い (その周り 580 MPA) より顕著なワークハーデン,
それは意味します 中間アニーリングが必要になる場合があります 延性を回復し、亀裂を防ぐための繰り返し形成または曲げ中.
加工性評価と推奨されるツーリングプラクティス
機械加工 304 そして 316 ステンレス鋼はです 適度に難しい 彼らのために ワーク硬化動作 とタフネス:
- 両方のグレードが形成される傾向があります 長さ, 糸状のチップ 切断中, ツールを詰まらせ、表面仕上げに影響を与える可能性があります.
- 316 ステンレス鋼は少し困難です 強度と硬化率を高めるニッケルとモリブデンの含有量が高いために機械.
溶接の考慮事項: ホットクラッキング, 感作, およびフィラーの選択
両方の溶接 304 そして 316 ステンレス鋼は、一般的な欠陥を避け、耐食性を維持するために特別な注意が必要です:
- ホットクラッキング: 溶接または熱の影響を受けたゾーンで発生します, 特に厚いセクションまたは複雑な溶接ジョイントで.
- 感作: 炭化物は、溶接中に450〜850°Cの間の温度で穀物の境界に沿って沈殿する可能性があります, 原因 顆粒間腐食.
緩和戦略:
- 使用 低炭素変異体 炭化物の降水量を減らすための304Lや316Lなど.
- 適切な選択を選択します フィラー材料:
-
- のために 304: 使用 308Lまたは309Lフィラー.
- のために 316: 使用 316Lまたは317Lフィラー, 腐食抵抗を強化するためのモリブデンを含む.
- 適用する 事前に歓迎され、溶けた熱処理 耐食性を回復し、残留応力を緩和するために必要に応じて.
- などの溶接技術を使用します ティグ, 自分, またはレーザー溶接 制御された熱入力で.
表面仕上げ: 研磨, ビーズブラスト, エレクトロポリッシング
表面仕上げは両方に影響します 審美的な魅力 そして 耐食性 ステンレス鋼製品の.
- 研磨: 滑らかになります, しばしば必要な反射表面 建築, 食べ物, および医薬品アプリケーション.
磨かれた表面は、細菌の接着と腐食の開始の部位を減らします. - ビーズブラスト: aを作成します マット, テクスチャ仕上げ グリップの強化または表面の欠陥を隠すのに役立ちます.
- エレクトロポリッシング: 薄い金属層を除去する電気化学プロセス, 結果として 明るい, 超滑らか, 腐食耐性の高い表面.
電動済み 316 ステンレス鋼はよく使用されます 医療および高純度の環境.
7. 衛生 & の衛生アプリケーション 304 vs 316 ステンレス鋼
業界で 清潔さ, 不妊, および腐食抵抗 最も重要です, ステンレス鋼 - 特に 304 そして 316 グレード - 選択の素材として留まります.
| 特徴 | 304 ステンレス鋼 | 316 ステンレス鋼 |
| FDA/USDA食品承認 | ✔✔️はい | ✔✔️はい |
| バイオフィルム抵抗 | 高い | 非常に高い |
| クリーナーに対する抵抗 | 適度 | 素晴らしい (特に塩化物に対して) |
| 生体適合性 | 良い | 素晴らしい |
| オートクレーブの互換性 | 良い | 素晴らしい |
| CIP/SIP適合性 | 適切な | 非常に適しています |
| 典型的なフードサービスが使用します | キッチン機器, テーブル, シンク | フィッシュプロセッサ, チーズバット, ソルトブラインタンク |
| 典型的な医療用途 | 基本的な機器 | 手術ツール, インプラント, 製薬反応器 |
8. の価格差 304 ステンレス鋼Vs 316
304 ステンレス鋼は一般によりも費用対効果が高くなります 316 ステンレス鋼.
価格の違いは、主にモリブデンの追加によるものです 316 ステンレス鋼, これは高価な合金要素です.
平均して, 316 ステンレス鋼は費用がかかります 10-20% より多い 304 ステンレス鋼, 市場の状況に応じて, 製品フォーム (シートなど, バー, またはパイプ), および購入した数量.
しかし, の優れた腐食抵抗があるアプリケーションで 316 ステンレス鋼は不可欠です,
追加のコストは、メンテナンスの削減により相殺される場合があります, より長いサービス寿命, 時間の経過とともに交換コストが低くなります.
9. の利点と短所 304 vs 316 ステンレス鋼
間に選択するとき 304 そして 316 ステンレス鋼, それぞれの強みと制限を理解することは、費用対効果の高いパフォーマンスに適した決定を行うために重要です.
概要比較テーブル: 長所と短所
| 財産 | 304 ステンレス鋼 | 316 ステンレス鋼 |
| 料金 | dost低コスト | ❌コストが高くなっています |
| 一般的な腐食抵抗 | ✅いい | ✅✅素晴らしい |
| 塩化物耐性 | ❌貧しい (海洋/塩味の状態) | ✅✅素晴らしい |
| 形成性 | ✅素晴らしい | ✅いい (しかし、より難しい) |
| 加工性 | moderate程度 | ❌やや難しい |
| 可用性 | videverely広く利用可能です | videverely広く利用可能です |
| 積極的なクリーニングで使用します | ❌リミテッド | ✅素晴らしい |
| 食品接触で使用します | fda承認 | fda承認 |
| 医療/医薬品使用 | ❌リミテッド | emplantsおよびクリーンシステムには好まれます |
| 海洋環境の使用 | comments勧めません | ✅理想的な選択 |
10. のアプリケーション 304 vs 316 ステンレス鋼
ステンレス鋼は、耐久性のために業界全体で使用されます, 衛生, および腐食抵抗.
の典型的なアプリケーション 304 ステンレス鋼
304 です 最も一般的に使用されるステンレス鋼グレード コストのバランスが優れているため、世界中で, 耐食性, と形成性.
食べ物 & 飲料業界
- 商業用キッチン機器 (シンク, テーブル, 冷蔵庫)
- 調理器具とカトラリー
- 醸造および乳製品
- 食品貯蔵容器
建築 & 工事
- 内部および外部の装飾パネル
- 手すりと手すり
- エレベーターのドアと壁のクラッディング
自動車
- 排気マニホールドとトリム
- ヒートシールド
- 燃料タンク
消費財
- 食器洗い機, 洗濯機
- 屋外の家具
- ファスナーとネジ
その他の用途
- 熱交換器
- 非腐食性環境のパイプシステム
- 化学容器 (非塩化)
の典型的なアプリケーション 316 ステンレス鋼
316 のために望ましい より積極的な環境, 特に塩化物, 塩, または過酷な化学物質が存在します.
海洋産業
- ボートフィッティングとハードウェア
- 沿岸建築コンポーネント
- オフショアオイルプラットフォームと機器
医薬品 & 医学
- 手術器具
- 整形外科インプラント
- クリーンルーム機器
化学処理
- 化学タンクとパイプライン
- 塩化物または酸性媒体にさらされた熱交換器
- バルブ, パンプス, 腐食性環境での継手
食べ物 & 飲み物 (高衛生地域)
- 酸性食品または塩にさらされた機器
- 高温蒸気洗浄システム (CIP/SIP)
- 醸造所と肉加工施設
産業用具
- パルプおよび紙処理
- 繊維染色と仕上げ
- 淡水化植物
11. 304 vs 316 ステンレス鋼: 包括的な比較
ステンレス鋼グレード 304 そして 316 どちらもオーステナイトです, 非磁性 (アニール状態で), 業界全体で広く使用されています, しかし、彼らは彼らのために異なる目的を果たします 化学組成と腐食抵抗.
比較表
| 財産 | 304 ステンレス鋼 | 316 ステンレス鋼 |
| 一次合金要素 | 〜18％Cr, 〜8％があります | 〜16％Cr, 〜10％, 〜2％MO |
| 耐食性 | 一般的な環境で優れています | 優れた - 特に塩化物と海洋媒体で |
| ピッティング/隙間抵抗 | 適度 | 高い (モリブデンによる) |
| 抗張力 | 〜515 MPa | 〜515 MPa |
| 降伏強度 | 〜205 MPa | 〜205 MPa |
| 硬度 (ブリネル) | 〜20 HB | 〜217 Hb |
| 磁気応答 | 非磁性 (コールドワークが行われると、わずかに磁気になる可能性があります) | 同じ |
| 溶接性 | 素晴らしい | 素晴らしい, 少し注意が必要です |
| 加工性 | 適度 (評価〜45％) | 少し難しい (〜40％) |
| 形成性 | 素晴らしい | とても良い |
| 料金 | より低い | 〜20–35％よりも 304 (市場に依存します) |
| 典型的な用途 | シンク, カトラリー, アプライアンス, タンク | 海兵隊, 医学, 食品加工, 化学プラント |
| FDA/USP承認 | 食品接触が承認されました | 食品と医療用の両方で承認されました |
重要な違い
耐食性
- 304 一般的な屋内/屋外での使用に適していますが 塩化物によって誘発される孔食に対して脆弱です.
- 316 はるかに耐性があります 塩化物, 酸, 海洋状態 モリブデンの追加により.
料金
- 316 通常です 20–35％高価 よりも 304, MOとより高いニッケル含有量の追加により.
化学耐久性
- 316 扱うことができます 過酷な酸と生理食塩水溶液 より良い - 化学処理および海洋用途で使用されています.
生体適合性
- どちらもFDAが承認しています, しかし 316 医療および外科的ツールには好まれます, 体液に対するより良い耐性のおかげです.
12. 規格 & の認定 304 そして 316 ステンレス鋼
などのステンレス鋼のグレード 304 そして 316 さまざまな国際的に管理されています 基準と認定 品質を確保するため, 一貫性, さまざまな産業用途に適しています.
国際基準: 304 vs 316 ステンレス鋼
| 標準組織 | 304 | 316 | 同等の名前(s) |
| ASTM International | ASTM A240, A276, A312, A554 | ASTM A240, A276, A312, A554 | US S30400 (304), US S31600 (316) |
| で (ヨーロッパの標準) | で 1.4301 | で 1.4401 | x5crni18-10 (304), x5crnimo17-12-2 (316) |
| ISO | ISO 15510 (S30400) | ISO 15510 (S31600) | S30400 / S31600 |
| 彼はそうです (日本) | JIS G4303 SUS304 | JIS G4303 SUS316 | SUS304 / SUS316 |
| GB (中国) | GB/T 3280, GB/T 4237 | GB/T 3280, GB/T 4237 | 06Curooky10 (304), 06CR17NI12MO2 (316) |
13. 将来の方向 & 表面工学
新たな傾向は、腐食抵抗の強化と拡張に焦点を当てています:
- 表面ナノコーティング: 薄い, 超硬いセラミック層は、たとえば耐摩耗性と微生物耐性を改善します, 強化 316 医療機器用.
- 低ニッケルオーステナイト: UNS S32101などのグレードオーステナイト鋼のバランスコスト制御と腐食抵抗.
- レーザー表面融解: 表面工学層は、316の腐食性能を模倣します 304 基質, ハイブリッド利益を提供します.
14. 結論
の比較 304 vs 316 ステンレス鋼, 決定は最終的にアプリケーションの特定の要件にかかっています, 特に点で 耐食性, 料金, 偽造の容易さ, そして 規制のコンプライアンス.
- 304 ステンレス鋼 費用対効果が高いです, 優れた一般腐食抵抗を備えた非常に汎用性の高い材料, 優れた形成性, 広範囲にわたる可用性.
屋内建築プロジェクトに最適です, キッチンアプライアンス, 過酷な環境への露出が制限されている概要産業用途. - 316 ステンレス鋼, 一方で, 申し出 塩化物に対する優れた耐性, 酸, そして、生理食塩水環境, 主に含めることによる モリブデン.
それは選択の素材です 海兵隊, 医薬品, 医学, そして 高hygiene 耐久性が向上した産業, 生体適合性, 腐食保護が重要です.
として 物質科学の進歩, 表面工学と合金の革新 (例えば。, ナノコーティング, ハイブリッド構造) 2つのグレード間のギャップをさらに橋渡しする可能性があります, 両方を最適化する新しいソリューションを提供します パフォーマンス そして 費用効率.
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FAQ
それはより良いです, 304 または 316 ステンレス鋼?
316 ステンレス鋼は、その優れた腐食抵抗のために一般的に優れています, 特に塩化物または海洋環境で, しかし 304 多くの場合、厳しい条件には十分であり、より費用対効果が高くなります.
は 304 または 316 食品に適したステンレス鋼?
どちらもFDAが承認しており、食品用途で広く使用されています, しかし 316 塩や過酷な洗浄化学物質への曝露が一般的であるより積極的な環境で好まれています.
の主な違いは何ですか 304 そして 316 ステンレス鋼?
重要な違いはそれです 316 モリブデンが含まれています, これにより、耐性耐性が向上します, 特に塩化物や海洋環境に対して. 304 モリブデンはありませんが、より安価で形成が簡単です.
のコストはどのようになりますか 304 と比較してください 316?
316 一般的に 20-30% より高価です 304 モリブデンの追加と腐食性能の向上により.
