ステンレス鋼とCNC機械加工
ステンレス鋼は非常に汎用性の高い金属であり、航空宇宙、自動車、海洋産業における CNC 機械加工や CNC 旋削加工によく使用されます。ステンレス鋼は耐食性で知られており、さまざまな合金やグレードのステンレス鋼が利用できるため、さまざまな用途やユースケースがあります。
ステンレス鋼には、合金元素と材料構造が異なる 5 つの一般的なカテゴリがあります。
- オーステナイト系ステンレス鋼
- フェライト系ステンレス鋼
- マルテンサイト系ステンレス鋼
- 析出硬化鋼
- 二相ステンレス鋼 (オーステナイト-フェライト)
オーステナイト鋼
オーステナイト系ステンレス鋼は、主に強い耐食性が要求される製品に使用されます。家庭用、工業用、建築用の製品にはオーステナイト系ステンレス鋼が使用されることが多いです。これらには次のものが含まれます。
1.ナット、ボルトおよびその他の留め具;
2.食品加工装置;
3.産業用ガスタービン。
オーステナイト系ステンレス鋼は、機械加工性と溶接性が高いことで知られており、CNC 加工でよく使用されます。オーステナイト系ステンレス鋼は主に結晶構造のため、熱によって硬化することができず、非磁性になります。一般的なグレードには 304 と 316 があり、16 ～ 26 パーセントのクロムが含まれています。
フェライト鋼
フェライト系ステンレス鋼には約 12% のクロムが含まれています。化学組成と分子粒子構造の点で、他のステンレス鋼とは異なります。オーステナイト鋼とは異なり、フェライト鋼はその体心立方粒子構造により磁性を持ちます。オーステナイト鋼に比べて耐食性や耐熱性が低いため、自動車部品や厨房機器などに多く使用されています。
フェライト鋼は応力腐食割れに対する高度な耐性を備えています。このため、塩化物が存在する可能性のある環境向けの鋼材として人気があります。鋼が腐食環境、特に塩化物にさらされると、応力腐食割れが発生して劣化する可能性があります。
マルテンサイト鋼
マルテンサイトは非常に硬い鋼であり、その特性により、熱処理して硬化できる鋼ですが、通常、オーステナイト鋼と比較すると耐薬品性が低下します。マルテンサイト鋼の利点は、クロム含有量が最低 10.5% で、成形が容易で、適度な耐食性を備えた空気硬化性金属を低コストで提供できることを意味します。
マルテンサイト系ステンレス鋼の用途には次のようなものがあります。
1.カトラリー
2.自動車部品
3.蒸気、ガス、ジェットタービンブレード
4.バルブ
5.手術器具
析出硬化鋼
析出硬化鋼は最も強度の高い鋼種であり、熱処理が可能で、優れた耐食性を備えています。このため、部品に極めて高い耐久性と信頼性が必要とされる航空宇宙部品に主に使用されています。
PH 鋼は、石油、ガス、原子力産業でも使用されています。これは、高い強度と一般に低いが実用可能な程度の靭性の組み合わせを提供するためです。析出硬化鋼の最も一般的なグレードは 17-4 PH と 15-5 PH です。
PH 硬化鋼の一般的な用途:
1.ナイフ
2.銃器
3.手術器具
4.ハンドツール
二相ステンレス鋼
オーステナイト系フェライト系ステンレス鋼としても知られる二相ステンレス鋼は、二相冶金構造を持っています。つまり、二相ステンレス鋼にはオーステナイト相とフェライト相の両方が含まれています。二相ステンレス鋼の強度は、典型的なオーステナイト系ステンレス鋼よりも高く、さらなる耐食性を備えています。
二相グレードはモリブデンとニッケルの含有量が低いため、オーステナイトグレードと比較してコストを削減できます。その結果、二相合金は石油化学産業などの重工業用途でよく使用されます。
ステンレス鋼グレードを選択する際に考慮すべき要素
プロジェクトの素材を選択する際には、通常、複数の要素を考慮する必要があります。さまざまなステンレス鋼グレードが多数あるため、選択を絞り込むのは難しい場合があります。ただし、次の要素を考慮すると、どのグレードが自分にとって最適かを判断できるようになります。
強さ
多くの場合、引張強度はプロジェクトに最適な材料を決定する重要な要素となります。部品が受ける力と荷重を理解し、提供されているさまざまな引張強度と比較することをお勧めします。これは、必要な強度を提供しない材料を排除するのに役立ちます。
熱処理
部品に特定の硬度要件がある場合は、熱処理を検討することをお勧めします。熱処理により部品の硬度は向上しますが、他の機械的特性が犠牲になる可能性があることに留意してください。また、オーステナイト系ステンレス鋼は熱処理できないため、このカテゴリーは材料の選択から除外されることにも注意してください。
磁気
特定のプロジェクトでは、部品が磁気を帯びているかどうかが重要な考慮要素となります。オーステナイト鋼はその微細構造により非磁性であることに注意してください。
料金
プロジェクトにとってコストが最も重要な要素である場合は、念頭に置いてください。ただし、材料費は全体のコストの一部にすぎません。機械加工の回数を減らし、部品を可能な限り簡素化することで、コストを削減するように努めてください。
グレードの入手可能性
当社のような CNC 加工会社との見積もりを手配する場合は、その会社がどのステンレス鋼グレードを提供しているかを確認してください。一般的なグレードが在庫されているか、簡単に入手できる場合があります。コストとリードタイムの両方が増加する可能性があるため、過度にニッチなグレードやブランドの材料を指定しないようにしてください。
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