製造業に従事している方なら、ステンレス鋼のメリットについて耳にしたことがあるはずです。ステンレス鋼は、その適応性とさまざまな利点から、製造プロジェクトで頻繁に使用されています。この記事では、耐腐食性、強度、耐久性、高熱性など、製造におけるステンレス鋼の利点について説明します。熟練した職人でも、この分野に足を踏み入れたばかりの人でも、ステンレス鋼の利点を知っておくと、より良い製造を行うことができます。
ステンレス鋼の定義。
鉄と銅から作られる鋼は、優れた合金です。ステンレス鋼は、他の合金元素と組み合わせた場合、炭素含有量が 1.2 パーセント以下の鋼のクラスに属します。クロムが酸素と接触すると、酸化物層が形成されます。ステンレス鋼は、クロムの酸化物コーティングによって、それ以上の腐食から保護されます。耐酸化性は、チタン、ニッケル、ニオブ、モリブデン、リン、銅、窒素、硫黄、セレンなどの他の元素を使用することで向上できます。これらの含有物により、耐腐食性が確保されます。ステンレス鋼は、製造中に、曲げ、折り畳み、溶接などのさまざまなプロセスを経ます。
最も一般的なステンレス鋼
ステンレス鋼ファミリーには、主に次の 4 つのタイプがあります。
オーステナイト系ステンレス鋼
オーステナイト系金属の耐腐食性と可鍛性は他に類を見ません。そのため、この種類のステンレス鋼は最も一般的です。30% のニッケルと 16% ～ 20% のクロムが含まれています。このグレードのステンレス鋼は、キッチン用品、食品業界で使用されるツール、さらには航空機のハードウェアにも使用されています。高価ですが、大きな圧力に耐えることができます。
ステンレスフェライト鋼
フェライト系ステンレス鋼は、クロム含有量が 10% ～ 27% で、炭素含有量は低いです。モリブデンなどのニッケル含有鉱物を組み込むことができます。磁化することができます。オーステナイト系ステンレス鋼と比較すると、フェライト系ステンレス鋼は錆びやすく、腐食しやすいです。フェライト系ステンレス鋼には 434 と 430 の 2 種類があり、どちらも合金です。これらは、車両、特に自動車、家庭用および業務用の機器に広く使用されています。その適応性は、その最も際立った特徴の 1 つです。
マルテンサイト系ステンレス鋼
マルテンサイトは加熱すると硬くなります。炭素含有量は 1.2%、クロム含有量は 11.5%～18.5% です。マルテンサイトは硬質の材料で、耐腐食性もあります。キッチン用品、発電設備、給水設備、医療器具などに使用されています。
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を組み合わせて二相ステンレス鋼を形成します。二相ステンレス鋼は、通常のステンレス鋼よりも強度と耐腐食性に優れています。クロム含有量は 22 ～ 28%、ニッケル含有量は 1.3 ～ 6%、銅含有量は 0.04%、モリブデン含有量は 0.05% です。二相ステンレス鋼は成形性が高く、溶接も容易です。化学処理、化学薬品貯蔵タンク、化学薬品輸送コンテナ、地下石油貯蔵などに使用されます。
ステンレス鋼の製造手順
ステンレス鋼を製造するには、次の手順に従う必要があります。
硬化
冷間加工は、すべての金属に加工硬化効果をもたらします。これは、使用されるステンレス鋼のグレードによって決まります。金属を硬化させると、摩耗や裂傷に対する耐性が高まります。その後、ハンマーで叩いたり、転がしたりといった物理的な操作が行われます。
機械加工
鋼の合金含有量が多いほど、フライス加工の難しさが増します。そのため、ステンレス鋼は機械加工プロセス全体にわたって大きな課題を伴います。フライス加工、穴あけ加工、旋削加工、ねじ切り加工はすべて機械加工プロセスです。
溶接
溶接は、高熱または高圧力を使用して 2 つ以上の部品を接合し、その後冷却します。ステンレス鋼の溶接は、いくつかの異なる方法で行うことができます。スポット溶接、ガスタングステンアーク溶接、金属不活性ガス溶接はすべて重要な溶接の種類です。
ソフトソルダリング
軟質はんだ付けの手順では、接合部品に熱を加えます。これにより、はんだが溶け、濡れと呼ばれる表面合金化プロセスによってワークピースに付着します。
銀のはんだ付け
銀ろう付けやハードソルダリングは、銀ろう付けの別名です。フィラー金属を溶かして、2 つの部品の接合部に注ぎます。銀ろう付けは、銅、ステンレス鋼、真鍮、軟鋼、鋳鉄など、さまざまな材料に使用されます。
ステンレス鋼で製造する利点:
ステンレス鋼の製造に関連する初期費用とコストは比較的高額です。しかし、高品質の機械をプロジェクトに組み込むには、加工されたステンレス鋼が間違いなく最良かつ最もコスト効率の高い選択肢です。ステンレス鋼加工の利点は次のとおりです。
衛生的
ステンレススチール製なので、清潔な環境で作業できます。接客業や食品サービス業では、衛生状態を保つのが簡単です。キッチン、病院、ホテル、研究室など、あらゆる場所で衛生状態を保つことができます。表面が無菌なので、細菌の増殖を防ぎます。殺菌も簡単です。
耐腐食性
ステンレス鋼に含まれるクロムは、錆や腐食から保護します。ステンレス鋼で製造すると、金属に固有の耐腐食性が付与されます。ステンレス鋼は、製造後、腐食性化学物質、塩分、グリース、湿気、熱にさらされても錆びるリスクが非常に低くなります。
使いやすい
製造後、ステンレス鋼部品の取り付けは簡単です。効率的な取り付け手順により、費用と時間の両方が節約されます。適切な機器があれば、加工されたステンレス鋼での作業は簡単です。加工されたステンレス鋼は、今日のツールで切断および溶接するのが非常に簡単です。
管理可能
ステンレス鋼が納品されるのは、多くの場合、プレファブリケーションの段階です。ステンレス鋼は、現地で製造されます。プレファブリケーションにより、プロジェクトが現場で費やす時間を短縮します。この計算機は、建設現場で必要な機械の数を計算するのに役立ちます。
安全性
ステンレス鋼を加工に使用すると、職場での事故の可能性が減ります。ステンレス鋼は工場で組み立てることができます。加工されたステンレス鋼は、ハリケーン、竜巻、火災、地震などの自然災害の後でも簡単に修復できます。過度の重量がかかっても、曲がったり変形したりしません。
持続可能性
ステンレス鋼は世界的に重要な存在であるにもかかわらず、その長期的な耐久性が強調されることはほとんどありません。ステンレス鋼の製造に必要な金属の約 70% はスクラップです。したがって、この材料の起源は、廃棄される金属です。さらに、ステンレス鋼は原料のままリサイクルできるため、本来の用途を終えた後も再利用できます。ステンレス鋼をリサイクルすると、有害な化学物質の放出を防ぐだけでなく、ステンレス鋼の製造に使用される希少な部品の採掘需要も減ります。
美しさの外見
ステンレススチールの見た目の美しさも、多くの顧客を惹きつける要因です。ステンレススチールは、開発されて以来、最先端の素材とみなされてきました。多くの人々の目には、この素材の輝きが清潔さを連想させます。実用性と美的魅力により、長年にわたり、世界中の家庭や企業での使用が増えています。また、ステンレススチールは、さまざまな他のオプションとよく合う万能素材でもあります。
強さ
ステンレス鋼は加工後、並外れた耐久性を発揮します。加工されたステンレス鋼は引張強度が高く、保持力と密度の比率が向上しているため、優れた選択肢となっています。その有効性は資本収益率に影響します。加工されたステンレス鋼は、その固有の耐久性、美しさ、強度、延性、成形性により、建設における特定の用途に優れた利点をもたらします。
コスト効率が高い
銅、アルミニウム、金、銀、マグネシウムなどの他の金属の製造と比較すると、ステンレス鋼の製造コストは低くなります。これは、鋼鉄の軽量性と優れた強度が、競合する建築材料よりも低コストで得られるためです。さらに、ステンレス鋼の製造業者は、コストの削減、排出量の削減、製造時間の短縮、品質の向上のために、常に手法を革新しています。こうした改善により、原材料の安定供給の必要性による制約にもかかわらず、ステンレス鋼の価格は比較的安定しています。
耐圧・耐熱性
ステンレス鋼は、加工後、耐熱性および耐放射線性が優れていることで知られています。その結果、発電所やその他の高圧、高放射線の状況でも問題なく使用できます。この特性により、ステンレス鋼は、熱交換器、ボイラー、給水加熱器、燃料被覆管、圧力チャネル、燃料プールライナー、バルブ、凝縮器チューブ、および非常に高い温度に耐える必要があるその他の用途の設計に適しています。
持続可能な価値
ステンレス鋼のライフサイクル全体のコストは、寿命とその他の側面を考慮すると競争力があります。ステンレス鋼の人気が高まるにつれて供給業者間の競争が激化し、価格が歴史的に低くなっています。ステンレス鋼の再販価値が高いのは、メンテナンスがほとんど必要ないことが大きな理由です。ステンレス鋼はリサイクル可能なので、間違いを犯すことは困難です。
ステンレス鋼と他の金属の比較
ステンレス鋼は金属の中でも優れた素材として際立っています。では、ステンレス鋼は他の金属と比べてどのような特徴があるのでしょうか。ここでは、その答えを見つけるのに役立つ、他の金属とステンレス鋼のより詳細な比較を示します。
軟鋼の使用
ステンレス鋼はクロムでできており、軟鋼は炭素でできています。そのため、これらの合金の組成により、展性、耐腐食性、製造の容易さ、コスト、強度などのテスト結果は異なります。
ステンレス鋼の耐食性は、クロムを基礎としているため、軟鋼よりも優れています。ステンレス鋼の耐食性は、酸素にさらされると、材料によって酸化クロムコードが生成されることで実現されます。
軟鋼はステンレス鋼ほどの耐腐食性はありませんが、製造時の作業は簡単です。しかし、軟鋼は錆びないようにするためにより多くの作業が必要です。亜鉛メッキは、軟鋼の錆びを防ぐことができる技術です。それでも、軟鋼は作業が簡単なため、製造によく使用されます。
ステンレス鋼には、耐久性、メンテナンスの必要性の低さ、見た目への影響の少なさなど、多くの利点があります。ステンレス鋼は高品質の合金ですが、軟鋼よりも高価です。
鋼鉄
鉄と炭素が結合すると、鋼と呼ばれる化合物ができます。ステンレス鋼は耐腐食性があるため、鉄は汚れや錆びが生じやすく、鉄の収集家にとっては好ましいことです。しかし、驚くべきことに、鋼はこれら 2 つの材料の中で最も強く、最も耐久性があります。
304 グレードのステンレス鋼は、クロムとニッケルが含まれているため、磁性がないことがわかります。一方、鋼鉄はこれらの特性がないため、磁性があります。
さらに、スチールの光沢のない美観は、特にマットな表面では不快です。しかし、光沢があるように見えるクロム合金を含むステンレス鋼は、スチールよりも不利です。
一方、鋼鉄はステンレス鋼よりも加工しやすく、耐久性があり、熱伝導性に優れています。ステンレス鋼は、ステンレス鋼に比べ熱伝導率が低くなっています。しかし、鋼鉄は強度が高く、材料に固有の優れた磁気特性により、自動車や電気製品の分野で主に使用されています。
アルミニウム
鋼鉄はより重く、より強いため、アルミニウムは軽い金属です。しかし、アルミニウムの重さはステンレス鋼の 3 分の 1 しかなく、航空宇宙産業や自転車産業など、さまざまな場所で使用されています。その結果、ステンレス鋼の強度が優れているにもかかわらず、アルミニウムは軽量であるため、優位に立っています。
アルミニウムは一般的に安価ですが、耐腐食性は鋼鉄と同等に優れており、どちらも製造や建築に使用されているため便利です。さらに、アルミニウムは鋼鉄と同様に優れた熱伝導体です。
最後に、アルミニウムの表面は非常に可鍛性があるため、切断、引き伸ばし、加工が簡単です。アルミニウムの可鍛性により、ほぼあらゆる形状にすることができます。さらに、この素材は壊れにくいため、ステンレス鋼よりも扱いやすいです。
結論
ステンレス鋼は鉄と銅から作られた優れた合金です。耐腐食性、強度、耐久性、高熱耐性に優れています。ステンレス鋼には、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系、二相系の 4 つの主な種類があります。オーステナイト系が最も一般的で、ニッケルが 30%、クロムが 16% ～ 20% 含まれています。フェライト系はクロム含有量が 10% ～ 27% で、炭素含有量は低いです。
マルテンサイト系は硬質材料で、腐食にも強いです。二相ステンレス鋼は、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を組み合わせて二相を形成します。二相ステンレス鋼のクロム含有量は 22 ～ 28%、ニッケル含有量は 1.3 ～ 6%、銅含有量は 0.04%、モリブデン含有量は 0.05% です。成形性が高く、溶接も容易で、化学処理、化学薬品貯蔵タンク、化学薬品輸送コンテナ、地下石油貯蔵に使用されます。ステンレス鋼の製造手順には、硬化、機械加工、溶接、軟ろう付け、銀ろう付けなどがあります。
加工ステンレス鋼の利点には、衛生的な作業、耐腐食性クロム、固有の耐腐食性などがあります。このテキストで最も重要な詳細は、加工ステンレス鋼の利点です。これには、使いやすさ、管理性、安全性、持続可能性、見た目の魅力、強度、延性、成形性、コスト効率が含まれます。加工ステンレス鋼は、引張強度が高く、保持強度と密度の比率が向上し、競合する建築材料よりも低コストです。さらに、軽量で強度に優れているため、建設の特定の用途に最適です。
ステンレス鋼は高品質の合金ですが、軟鋼よりも高価です。メンテナンスの必要性が少なく、見た目への影響がほとんどないため、再販価値が高くなります。他の金属と比較して、ステンレス鋼は耐腐食性、製造の容易さ、コスト、強度、耐久性により優れた材料として際立っています。軟鋼はステンレス鋼ほどの耐腐食性はありませんが、製造時の作業が簡単です。ステンレス鋼には、耐久性、メンテナンスの必要性が少ない、見た目への影響がほとんどないなど、多くの利点がありますが、軟鋼よりも高価です。
鋼鉄は 2 つの材料の中で最も強く、最も頑丈ですが、クロムとニッケルが含まれているため磁性がありません。ステンレス鋼よりも扱いやすく、長持ちし、熱伝導性も優れていますが、熱伝導率は低くなります。アルミニウムは軽金属ですが、耐腐食性は鋼鉄と同等で、熱伝導性に優れ、可鍛性があるため、ステンレス鋼よりも切断、伸張、加工が簡単です。
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