ステンレス鋼プロファイル

環境に優しいステンレス生産
炭素鋼とステンレス鋼の製造の違いの 1 つは、溶解プロセスです。ステンレス鋼の製造では、電気アーク炉 (eaf) が数十年にわたって使用されてきました。これは、近年この技術を導入したばかりの炭素鋼の製造とは異なります。電気アーク炉プロセスでは消費エネルギーが少なく、溶解にはバージン鉄鉱石ではなくスクラップ材料が使用されます。これにより、溶融工場全体の排出量が削減されます。ステンレス鋼では、スクラップを再溶解するため、クロムやニッケルなどの合金元素が重要です。 3 つの R (リサイクル、リデュース、再利用) は、ステンレス鋼とその環境に優しい製造方法に関して覚えておくべき重要なルールです。ステンレス鋼は 100% リサイクル可能で、廃棄物ゼロの製造方法で作られています。ステンレス鋼の製造における CO2 排出量が削減されます。ステンレス製品は耐久性があり、再利用可能です。特にレーザー溶接では、使用される原材料の約 90% がリサイクル材料で、そのうち 80% が使用済みのコンテンツです。

ステンレス鋼の持続可能な利点
ステンレス鋼は持続可能で耐久性があり、一生使えるように設計されています。適切な合金を選択すると、炭素鋼とは対照的に、コーティングプロセスは必要ありません。これにより、プロセス時間、コスト、CO2 排出量が節約されます。この素材はコーティングする必要がないため、前処理なしで 100% リサイクル可能です。建築家やエンジニアは、市販のステンレス グレード 304 や 316 の 2 倍の降伏強度を持つ二相鋼のような高強度ステンレス鋼を使用して設計することもできます。これにより、より薄い材料を使用して軽量設計を行うことができます。材料の使用量を減らすことは、炭素排出量の削減にもつながります。二相ステンレスは、貯蔵タンク業界や高い強度と耐食性が必要とされる用途で一般的に使用されています。製造工場による研究では、コーティングされた炭素鋼の代わりに 2205 二相ステンレス鋼を使用すると、総 CO2 排出量が 60% 削減される可能性があることが示されています。

持続可能なソリューション
ステンレス構造では、ステンレス鋼でさまざまなプロファイルを製造できます。これには、標準の構造形状とカスタム プロファイルの両方が含まれます。より一般的な形状には、ビーム、チャンネル、アングル、ティー、中空構造用鋼などがあります。これらはすべて、さまざまなステンレス鋼合金や研磨などの仕上げで利用できます。

どのグレードの鋼が特定の環境に最もよく耐えられるかを判断するには、最終製品が直面する条件を考慮してください。極度に低い pH、高応力、高温、隙間腐食はステンレス鋼の性能に悪影響を与えます。オーステナイト T3XX シリーズの鋼は、一般的なタイプ 316 および 304 合金と同様、最も広い温度範囲にわたって強度、靱性、耐食性を維持します。

オーステナイト系ステンレスグレードを選択する主な理由は耐食性です。タイプ 316 にはモリブデンが添加されており、海洋および化学処理用途で見られる塩化物イオンにも耐性があります。どの鋼種においても、高品質の構造設計が腐食に対する最善の防御となります。

次に、次の 3 つの主要な機械的品質について考えてみましょう。
• 強度: 金属が破損したり変形したりする前に耐えられる応力。
• 延性: 強度を失ったり破損したりすることなく、ワイヤーや糸に引き抜かれるなど、材料の形状を変化させる能力。
• 靭性: 破壊する前に変形してエネルギーを吸収する金属の能力。
ステンレス鋼には合金元素として 10 ～ 30% のクロムが含まれており、これにより耐食性が向上します。オーステナイトグレードにニッケルを添加すると、ステンレスグレードの中で最高の靭性と延性が得られます。クロム、モリブデン、ニッケルを多く含むグレードが最も耐食性が高くなります。

ステンレス鋼のグレードを選択する際に考慮すべき点は、合金含有量だけではありません。材料の加工は機械的応答にも影響します。鋼が冷却プロセスの一部としてさまざまな温度に保持される時間と、冷却される合計速度は、鋼の全体的な品質に影響を与える可能性があります。

炭素鋼の硬度は熱処理によって高めることができますが、オーステナイト系ステンレスは、再結晶温度未満の温度での圧延、曲げ、スウェージ、または絞りなどの冷間加工操作によって硬化します。冷間加工操作によって硬度が増加すると、伸びや耐衝撃性などの他の特性が低下することに注意してください。

オーステナイト系ステンレス鋼は、棒、ワイヤー、チューブ、パイプ、シート、プレートの形状で広く入手可能です。ほとんどの製品は、特定の用途に使用する前に追加の成形または機械加工が必要です。

たとえば、ステンレス鋼チューブの場合、曲げやコイル巻き、再絞り、機械加工、溶接、端部の成形などが必要な場合があります。ステンレス鋼に CNC 加工、穴あけ、リーミング、ベベルカット、面取り、ローレット加工、ねじ切りなどの機械加工プロセスが適用される場合は、加工硬化のリスクを軽減する加工率を選択するか、硫黄を含む「自由加工」グレードを選択してください。

ステンレス鋼部品を溶接する場合、溶接領域の脆化が最大の懸念事項です。炭化物の形成を減らすには、304、304L、または 316L などの低炭素グレードを選択してください。

多くの設計者は、光沢のある電解研磨された「明るい」仕上げ、鈍い「酸洗い」仕上げ、特定の RMS に磨かれたマットな表面、または光を吸収する黒色酸化コーティングなど、その美的外観のためにステンレス鋼を選択します。オーステナイト系ステンレス鋼は、これらの仕上げのいずれかに加えて、一般的な不動態化の追加を行うことができます。

お客様は、アプリケーション固有の仕様についての認証を必要とする場合もあります。たとえば、ボイラー、過熱器、および熱交換器のチューブには ASTM A213 および A249 を使用する必要があり、一方、硬伸線オーステナイト系ステンレス鋼の工業用ニードルチューブには ASTM A908 を使用する必要があります。 ASTM 規格には 12 を超える 000 があり、それぞれが仕様に対応しているため、お客様は化学組成、熱処理または焼き戻し、その他の物理的および機械的特性についてテストされた技術規格を知ることができます。

高性能オーステナイト系ステンレス鋼は、最初は最も高価なステンレス鋼ですが、投資する価値は十分にあります。用途に適した耐食性材料を選択すると、メンテナンス、ダウンタイム、交換コストが削減されます。ライフサイクル原価計算方法では、現在および将来のコストを定量化し、さまざまな材料の「同一対同一」の比較を作成できます。