はじめに
「錆びさせたくないからステンレス(SUS)を使う」という判断は正しいですが、ステンレスには鉄とは異なる加工・溶接・設計上の注意点があります。
「SUSにすれば大丈夫」という思い込みが設計ミスにつながることがあります。
ステンレスの種類と特徴
ステンレス(Stainless Steel)は鉄にクロム(Cr)を
10.5%以上含んだ合金鋼。
表面の酸化皮膜(不動態膜)が耐食性を生む。
【オーステナイト系(最も一般的)】
SUS304:
汎用ステンレス。耐食性が高く加工しやすい。
→ 食品機械・化学装置・一般機械
SUS316:
Moを添加。SUS304より耐食性が高い(特に塩化物に強い)。
→ 海水・薬品環境・医療機器
SUS303:
快削性あり。旋盤加工が容易。
→ ボルト・ナット・旋削部品
【フェライト系】
SUS430:
磁性あり。SUS304より安価。
→ 装飾・食器・弱腐食環境
【マルテンサイト系】
SUS410・SUS440:
焼き入れにより硬化する。磁性あり。
→ ナイフ・工具・ポンプ軸
【析出硬化系】
SUS630(17-4PH):
高強度・高耐食性。航空宇宙・シャフト類。
加工上の注意点
注意①:加工硬化(Work Hardening)
SUS304などのオーステナイト系は切削・曲げ加工で
急速に硬化する。
→ 切削工具の摩耗が速い
→ 板材の曲げでは、同じRでもSS400より割れやすい
→ ステンレス対応の加工条件を使う
注意②:溶接敏感化(鋭敏化)
SUS304を600〜800°Cに加熱すると
クロムが炭化物として析出し、耐食性が低下する(鋭敏化)。
→ 溶接部の耐食性低下につながる
→ 対策:低炭素グレード(SUS304L)を使用する、
または溶接後に溶体化処理を行う
注意③:磁性の有無
SUS304は一般に非磁性。
ただし冷間加工後は磁性を持つことがある。
→ 「非磁性であること」が必須の場合は加工量に注意
注意④:塩素腐食(応力腐食割れ)
オーステナイト系は塩素イオンと引張応力が重なると
割れが発生することがある(応力腐食割れ)
→ 塩化物環境ではSUS316を使う・残留応力を低減する
設計・図面の指示ポイント
材料記号の書き方:
SUS304 / SUS316 / SUS303 など種類を明示する
「ステンレス」だけでは種類が不明確
表面仕上げの指示:
#400研磨(電解研磨なし)
電解研磨(食品・医療機器の表面清浄化)
ヘアライン仕上げ(装飾目的)
溶接指示の注意:
溶接部の耐食性が重要な場合は
「SUS304L使用」「溶接後酸洗いパッシベーション処理」など明記
締結部品:
SUSボルト(A2-70など)を指示する場合は
「SUSボルトを使用のこと」と注記する
→ SUSボルトとSUSナットの組み合わせで焼き付き(かじり)が起きやすい
→ 対策:グリスを塗布する・材質を変える(ボルトA2、ナットA4等)
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