はじめに

304と316は、産業用途において世界的に最も広く使用されている2つのオーステナイト系ステンレス鋼グレードです。両者を合わせると、世界のステンレス鋼消費量の70%以上を占めます。どちらも非磁性で、優れた成形性と溶接性を備えていますが、主な違いは合金組成にあり、それが耐食性とコストに直接影響します。

304と316のどちらを選ぶかは、プロジェクトの寿命、メンテナンス要件、および総所有コストに大きな影響を与えます。このガイドでは、情報に基づいた決定を下すための包括的な比較を提供します。

化学成分

304と316の基本的な違いは、316ステンレス鋼にモリブデン(Mo)が添加されていることです。

元素304 (%)316 (%)
炭素 (C)≤ 0.08≤ 0.08
クロム (Cr)18.0 – 20.016.0 – 18.0
ニッケル (Ni)8.0 – 10.510.0 – 14.0
モリブデン (Mo)2.0 – 3.0
マンガン (Mn)≤ 2.0≤ 2.0
シリコン (Si)≤ 0.75≤ 0.75
リン (P)≤ 0.045≤ 0.045
硫黄 (S)≤ 0.03≤ 0.03

* ASTM A240 / ASME SA-240による値

316に含まれる2〜3%のモリブデンが最も重要な差別化要因です。モリブデンは、特に塩化物を含む環境において、不動態酸化皮膜の安定性を高めます。

機械的特性

特性304316
引張強さ (MPa)515 – 620515 – 620
降伏強度 0.2% (MPa)205 – 310205 – 310
伸び (%)40 – 6040 – 60
硬さ(ロックウェルB)70 – 8870 – 88
弾性係数 (GPa)193 – 200193 – 200

焼なまし状態での304と316の機械的特性は非常に似ています。選択は機械的強度ではなく、主に耐食性の要件に基づいて行うべきです。

耐食性の比較

ここが両グレードの最も顕著な差違点です:

一般腐食

両グレードとも、有機酸、アルカリ、および大気曝露に対して優れた性能を発揮します。316は、特に高温において、硫酸、塩酸、酢酸、ギ酸に対する優れた耐性を備えています。

塩化物応力腐食割れ(SCC)

316は、塩化物による孔食および隙間腐食に対する耐性が大幅に優れています。316の臨界孔食温度(CPT)は304より約15〜20°C高いです。海洋環境や融雪塩にさらされる用途では、316が強く推奨されます。

粒界腐食

両グレードとも、炭素含有量が0.03%以下の低炭素タイプ(304Lおよび316L)が利用可能で、溶接時の鋭敏化を防止し、熱影響部における粒界腐食のリスクを排除します。

溶接性と加工性

304と316は両方とも、一般的な融接法(TIG、MIG、SMAW、SAW)を用いて優れた溶接性を示します。予熱は必要なく、標準的な厚さでは溶接後の熱処理も一般的には不要です。主な注意点:

一般的な用途

304ステンレス鋼の用途

316ステンレス鋼の用途

コスト比較

316は通常、1トンあたり304より30〜60%高価で、これはニッケルとモリブデンの含有量が多いためです。しかし、316の耐食性が必要とされる用途では、より高い初期コストは、より長い耐用年数とメンテナンスの低減によってほぼ常に正当化されます。ライフサイクルコスト分析では以下を考慮する必要があります:

簡易選択ガイド

アプリケーションが以下の場合...選択
屋内または乾燥環境、食品接触、一般加工304
沿岸または海洋曝露、道路用塩化物、塩素処理水316
酸または塩化物を含む化学処理316 / 316L
医薬品または医療機器製造316L
温暖な気候での建築外装材304
オフショア/海底石油ガス機器316 / 316L
腐食リスクが低く予算重視のプロジェクト304

結論

ほとんどの産業用途において、304ステンレス鋼は性能とコストの優れたバランスを提供します。特定の環境で必要とされる場合、特に塩化物濃度の高い条件、海洋設定、または化学処理用途において、追加の耐食性が機器の長寿命化と総所有コストの低減に直接つながる場合にのみ、316にアップグレードしてください。

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