JISステンレス鋼プレートシートのサプライヤーとして、私はしばしば、これらのプレートが耐えることができる最高温度について尋ねられます。これを理解することは、高温用途でステンレス鋼に依存しているさまざまな産業にとって非常に重要です。このブログでは、JISステンレス鋼プレートシートの最大温度耐性を決定する要因を掘り下げ、実際の世界洞察を提供します。
組成とその温度抵抗への影響
JISステンレス鋼プレートシートには、それぞれがユニークな化学組成を備えたさまざまなグレードがあります。ステンレス鋼の主要な合金要素は、特にクロム、ニッケル、モリブデンなどです。クロムは、鋼の表面に受動的な酸化物層を形成し、腐食や酸化から保護するため、不可欠です。この酸化物層は、高温に耐える鋼の能力にも重要な役割を果たします。
たとえば、最も一般的に使用されるグレードの1つであるJIS SUS304ステンレス鋼では、約18％のクロムと8％のニッケルが含まれています。この組成により、良好な耐食性と比較的高い温度耐性が得られます。通常、最大約870°C（1600°F）までの温度で継続的な使用に耐えることができます。ただし、温度がこのポイントを超えると、鋼の機械的特性が劣化し始め、酸化のリスクが増加します。
より高い - クロムとニッケルに加えてモリブデンを含むJIS SUS316LなどのグレードのJISステンレス鋼は、孔食と隙間の腐食に対する耐性を高めます。モリブデンはまた、その高い温度パフォーマンスを向上させます。 JIS SUS316Lは、約925°C（1700°F）までの連続温度に耐えることができます。これにより、高温や腐食性物質が存在する化学処理プラントや食品加工装置など、より厳しい環境での用途に適しています。
高温での酸化とスケーリング
高温でのステンレス鋼の主な課題の1つは酸化です。ステンレス鋼が高温環境にさらされると、空気中の酸素は金属と反応して表面に酸化物を形成します。このプロセスは酸化として知られています。酸化速度が高すぎると、厚い酸化物層の形成につながる可能性があります。スケーリングは、鋼の外観に影響するだけでなく、その厚さと機械的強度も低下させます。
酸化速度は、温度、鋼の組成、環境など、いくつかの要因に依存します。たとえば、乾燥した空気環境では、JISステンレス鋼の酸化速度は、湿気や硫黄を含む環境と比較して比較的低くなっています。硫黄化合物の存在は、酸化プロセスを加速し、より深刻なスケーリングを引き起こす可能性があります。
酸化の影響を軽減するために、一部のJISステンレス鋼プレートシートは熱 - 処理またはコーティングされています。熱処理は、鋼の微細構造を変更し、酸化に対する耐性を改善することができます。セラミックコーティングなどのコーティングは、鋼と環境の間の障壁として機能し、酸化速度を減らすことができます。
高温での機械的特性
酸化に加えて、JISステンレス鋼プレートシートの機械的特性も高温で変化します。温度が上昇すると、鋼の強度と硬度は一般に減少し、その延性は増加します。これは、鋼が高温で負荷の下で変形を起こしやすくなることを意味します。
たとえば、温度が500°C（932°F）を超えると、JIS SUS304ステンレス鋼の降伏強度は大幅に減少します。 800°C（1472°F）では、その降伏強度は部屋の約20％の温度値です。この強度の低下は、高温でJISステンレス鋼を使用する構造または機器を設計するときに考慮する必要があります。エンジニアは、設計が動作温度で鋼の強度の低下に耐えることができるようにする必要があります。
アプリケーションと温度要件
JISステンレス鋼プレートシートは、それぞれ独自の温度要件を備えた幅広いアプリケーションで使用されています。
自動車業界では、JISステンレス鋼が排気システムで使用されています。これらのシステムは、通常の動作中に最大600〜700°C（1112〜1292°F）の温度に達することができます。フェライトのステンレス鋼であるJIS SUS409は、酸化に対する良好な耐性と比較的低コストのため、排気システムで一般的に使用されています。
建設業界では、建設用のSS 316Lプレート多くの場合、火災 - 耐性構造などの高温用途で使用されます。それは特定の期間火災中に発生した高温に耐えることができ、避難や消防のための貴重な時間を提供することができます。
食品加工業界は、JISステンレス鋼にも依存しています。オーブンや滅菌剤などの機器は、高温で動作します。コールドロール2Bステンレス鋼プレート滑らかな表面仕上げを備えているため、人気のある選択肢です。これは、清掃と保守が簡単で、食品加工に必要な高温に耐えることができます。
実際の - 世界の例
反応容器にJISステンレス鋼プレートシートを使用する化学プラントの実際の - 世界の例を見てみましょう。反応容器は、高温と圧力で化学反応を実行するために使用されます。この植物は当初、JIS SUS304ステンレス鋼容器を使用していましたが、数年の操作後にスケーリングと腐食に問題が発生しました。
専門家と相談した後、植物はJIS SUS316Lステンレス鋼容器に切り替えました。 JIS SUS316Lのより高いモリブデン含有量は、反応容器の腐食性化学物質とより高い温度に対するより良い耐性をもたらしました。その結果、新しい船舶のサービス寿命は長く、メンテナンスが少なくなり、植物の全体的な運用コストが削減されました。
結論
結論として、JISステンレス鋼プレートシートが耐えることができる最大温度は、組成、環境、および用途に依存します。 JISステンレス鋼のグレードが異なると、温度耐性が異なり、より高いグレードの鋼が一般的に高い温度性能を提供します。 JISステンレス鋼の高温挙動に影響を与える要因を理解することは、特定の用途に適した鋼のグレードを選択するために不可欠です。
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参照
- ASMハンドブック、ボリューム13A：腐食、ASMインターナショナル
- ステンレススチールワールドハンドブック、ニッケル研究所
- Y. NiuとDJ Youngによる「高温度酸化と金属の腐食」