440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼: 知っておくべきことすべて

目次

• SS420 と SS304: どちらが優れていますか?
• 304 ステンレス鋼と 440 ステンレス鋼の長所と短所
• 用途: 440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の使い分け
• 耐食性: 440 ステンレス鋼 vs 304
• 440ステンレス鋼と304ステンレス鋼の組成の違い
• 機械的特性: 440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の比較
• 機械加工性と成形性: 440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の比較
• 440および304ステンレス鋼の熱処理プロセス
• 304 ステンレス鋼と 440 ステンレス鋼の違いの概要表
• 結論

「440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の比較: 耐久性、性能、用途を明らかにする」

440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼は、キッチン ツールから産業機械まで、幅広い製品の製造に最もよく使用される 2 つの材料です。ステンレス鋼はそれぞれ独自の特性と利点を備えており、環境条件、機械的要件、コストの考慮に応じてさまざまな用途に適しています。440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の違いを理解することは、特定の用途に適した材料を選択し、耐久性、機能性、コスト効率を確保する上で非常に重要です。この記事では、440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の主な特性、用途、違いについて説明し、両方の材料を包括的に理解できるようにします。

SS420 と SS304: どちらが優れていますか?

440ステンレス鋼の特性

440 ステンレス鋼は、440C とも呼ばれ、高強度、中程度の耐腐食性、優れた硬度と耐摩耗性で知られる高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼です。440 ステンレス鋼は炭素含有量が多いため、熱処理によって硬度と強度を大幅に高めることができます。このため、ナイフ、切削工具、手術器具など、鋭く耐久性のある刃先を必要とする用途に特に適しています。ただし、硬度が増すと、炭素含有量の少ないグレードに比べて耐腐食性が低下するため、腐食性の高い環境での使用には適していません。

304ステンレス鋼の特性

対照的に、オーステナイト系に属する 304 ステンレス鋼は、優れた耐腐食性と優れた成形性で知られています。18% クロムと 8% ニッケルで構成された 304 ステンレス鋼は、熱処理を必要とせずに、強度と耐腐食性のバランスの取れた組み合わせを提供します。このグレードは非常に汎用性が高く、厨房機器、自動車部品、建築要素によく使用されます。炭素含有量が低いため、304 ステンレス鋼は 440 よりも延性が高く、構造的完全性を損なうことなくさまざまな形状やサイズに成形できます。

適切な鋼材の選択

440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼のどちらを選ぶかは、最終的にはアプリケーションの特定の要件によって決まります。強度と硬度が最も重要で、腐食がそれほど問題にならない環境では、440 ステンレス鋼が間違いなく優れた選択肢です。厳しい条件下でも鋭い刃先を維持できるため、高品質の刃物や工具の製造には欠かせません。

逆に、より高い耐腐食性と成形性が求められる用途には、304 ステンレス鋼が適しています。幅広い化学物質や大気条件に対する耐性と、加工のしやすさから、家庭用電化製品から産業機器まで、幅広い用途に適しています。さらに、304 ステンレス鋼は表面が明るく、メンテナンスが容易なため、見た目も美しく、装飾や建築用途でよく選ばれています。

304 ステンレス鋼と 440 ステンレス鋼の長所と短所

304ステンレス鋼の利点

• 優れた耐食性
• 優れた汎用性と成形性
• 非磁性特性
• 製造と溶接の容易さ

304ステンレス鋼の欠点

• 高温環境（800°F以上）には適していません
• 440ステンレス鋼に比べて硬度と耐摩耗性が低い

440ステンレス鋼の利点

• 優れた硬度と耐摩耗性
• 高ストレス用途に最適
• 熱処理により強度を向上可能

440ステンレス鋼の欠点

• 304ステンレス鋼に比べて耐食性が低い
• 機械加工や製造がより困難

用途: 440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の使い分け

304ステンレス鋼の用途

• キッチン家電と調理器具
• 建築用パネルとトリム
• 自動車および航空宇宙部品
• 医療機器および食品加工機器

440ステンレス鋼の用途

• 切断工具とナイフ
• 手術器具
• ベアリングやその他の高応力部品

耐食性: 440 ステンレス鋼 vs 304

304ステンレス鋼の耐腐食性

304 ステンレス鋼は、約 18% のクロムと 8% のニッケルの組成から 18/8 ステンレス鋼とも呼ばれ、優れた耐腐食性で知られています。この合金はオーステナイト系ステンレス鋼で、他のステンレス鋼タイプと比較してクロムとニッケルの含有量が多いことを意味します。これらの元素の存在により、鋼の表面にクロム酸化物の不動態層が形成され、腐食に対するシールドとして機能します。この保護層は、さまざまな環境、特に腐食性の低い条件で非常に効果的です。

440ステンレス鋼の耐腐食性

一方、440 ステンレス鋼はマルテンサイト型で、304 に比べて炭素含有量が多くなっています。440 ステンレス鋼の一般的なグレード (440A、440B、440C) は、主に炭素含有量が異なります。440C は炭素含有量が最も高く、その結果、3 種類の中で最も高い硬度と耐摩耗性を実現しています。ただし、440 ステンレス鋼グレードの炭素含有量が高いということは、通常、これらの合金が 304 ステンレス鋼よりも腐食を受けやすいことを意味します。この腐食を受けやすい理由は、炭素単位あたりのクロム含有量が低く、ニッケルが含まれていないため、不活性なクロム酸化物層を形成する能力が低下します。

440ステンレス鋼と304ステンレス鋼の組成の違い

304ステンレス鋼の構成

• クロム: 18%
• ニッケル: 8%
• 炭素: < 0.08%

440ステンレス鋼の構成

• クロム：16-18%
• カーボン: 0.6-1.2%
• ニッケル: 0%

機械的特性: 440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の比較

機械加工性と成形性: 440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼の比較

加工性

440 ステンレス鋼は、マルテンサイト系高炭素ステンレス鋼の 440 シリーズに属し、通常、440A、440B、440C などのグレードがあり、440C が最も硬いです。この高炭素含有量により、鋼の強度と耐摩耗性が向上し、切削工具や耐久性のある部品の製造に有利になります。ただし、この同じ特性により、440 ステンレス鋼は一般に 304 ステンレス鋼よりも加工が難しくなります。440 鋼の硬度が高いため、切削工具の摩耗が早くなり、効果的に成形するにはより堅牢な加工装置や特定の加工技術が必要になります。

成形性

一方、オーステナイト系の 304 ステンレス鋼は、炭素含有量が少なく、クロムとニッケルの含有量が多いため、優れた成形性と溶接性で知られています。この組成により、304 ステンレス鋼は腐食しにくいだけでなく、機械加工時の作業も大幅に容易になります。440 ステンレス鋼よりも柔らかいため、切削工具がすぐに摩耗せず、より簡単でコスト効率の高い機械加工が可能になります。これは、大規模な成形と溶接を必要とする用途で特に有利であり、304 ステンレス鋼は、清潔さと製造の容易さの両方が優先される食品加工や製薬などの業界で好まれる選択肢となっています。

440および304ステンレス鋼の熱処理プロセス

440ステンレス鋼の熱処理

炭素含有量が多いことで知られる 440 ステンレス鋼は、マルテンサイト合金に分類され、その強度と硬度で知られています。440 ステンレス鋼の熱処理プロセスでは、通常、鋼を 925 ～ 1065°C の温度範囲に加熱し、続いて空気または油を使用して急冷する焼き入れが行われます。この焼き入れプロセスは、鋼をマルテンサイト (非常に硬い結晶構造) に変化させるため、非常に重要です。焼き入れ後、440 ステンレス鋼は焼き戻しを受けます。焼き戻しでは、鋼を低温 (通常は 150 ～ 370°C) に再加熱します (必要な硬度レベルによって異なります)。焼き戻しは、もろいマルテンサイト構造に一定の靭性を付与するため、不可欠です。

304ステンレス鋼の熱処理

対照的に、304 ステンレス鋼はオーステナイト系で、優れた耐腐食性と延性で知られています。304 ステンレス鋼の熱処理は、炭素含有量が低く、クロムとニッケルの含有量が高いため、440 ステンレス鋼とは大きく異なります。440 とは異なり、304 は熱処理で硬化することができず、代わりに焼きなまし処理が行われます。焼きなまし処理では、鋼を約 1040°C の温度に加熱し、鋼の内部構造をより均一で延性のある構成に再配置してから、急速冷却します。このプロセスは、内部応力の緩和に役立つだけでなく、鋼の耐腐食性も向上させます。

304 ステンレス鋼と 440 ステンレス鋼の違いの概要表

結論

結論として、440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼を比較すると、主な違いは化学組成、硬度、耐腐食性、および用途にあります。440 ステンレス鋼は炭素含有量が多いため、硬度と刃先保持力が高く、切削工具や刃物に適しています。ただし、304 ステンレス鋼に比べると耐腐食性は劣ります。一方、304 ステンレス鋼はクロム含有量が多く炭素含有量が少ないため、耐腐食性に優れており、食品加工や医療機器など、より過酷な環境での幅広い用途に適しています。したがって、440 ステンレス鋼と 304 ステンレス鋼のどちらを選択するかは、強度、耐久性、耐腐食性などの要素のバランスを取りながら、用途の特定の要件によって決まります。