ステンレス鋼 201 vs 304 — 実際の比較、用途、選び方

1. 化学組成と微細構造

ステンレス鋼グレード 201 および 304 はどちらもオーステナイト系ステンレス鋼であり、室温で面心立方体の微細構造を持ち、良好な成形性と靭性をもたらします。実質的な主な違いはニッケル (Ni) 含有量です。304 は標準的な「18/8」ステンレス (約 18 ～ 20% のクロムと 8 ～ 10.5% のニッケル) ですが、201 はオーステナイト構造を維持するためにニッケル含有量を減らし、マンガン (Mn) と窒素 (N) を増加させます (一般的な範囲: ～ 16 ～ 18% の Cr、約 3.5 ～ 5.5% の Ni、 ~5.5 ～ 7.5% Mn)。 201 はニッケルが少なくマンガンが多いため、通常は安価ですが、実際の条件における正確な腐食と機械的挙動は 304 とは異なります。

2. 耐食性と実際の耐久性

304 は、より高いニッケルとわずかに高いクロム含有量がステンレス鋼を保護する不動態酸化皮膜を安定させるため、ほとんどの一般的な環境において 201 よりも著しく優れた耐食性を備えています。屋内、乾燥した環境、またはわずかに湿気の多い環境 (キッチン、屋内電化製品、家具) では、201 は許容範囲内で動作します。ただし、海岸沿いの場所、塩素処理された水、化学物質への曝露、食品加工ラインなどの過酷な環境では、穴あき、汚れ、または初期の表面錆を避けるために、304 を選択する方が安全です。

実践的な指導

• 長期的な耐食性が必要な屋外、海洋、または食品と接触する用途には 304 を使用してください。
• 201 は、屋内装飾部品、低価格家電、または定期的なメンテナンス (清掃) が計画されている用途に使用できます。

3. 磁気特性と成形挙動

201 はマンガンが多くニッケルが少ないため、304 に比べて冷間加工後に部分的な磁気応答が起こりやすくなります。304 は通常、焼きなまし状態では非磁性であり、重成形後にわずかに磁性を示す可能性があります。磁気が重要となる用途 (磁気センサー、装飾的な非磁性ハードウェアなど) の場合は、意図した成形プロセスの後にサンプルをテストします。

4. 機械的性質、硬度、成形・溶接

304 は一般に、201 よりもわずかに優れた延性と靭性を備えています。どちらも容易に冷間成形でき、絞り加工が可能です。 201 は合金バランスにより、より高い硬度まで加工硬化できます。溶接はどちらのグレードでも標準のオーステナイト系ステンレス溶接手順で簡単に行えますが、フィラーの選択が重要です。201 を溶接する場合は、耐食性を維持するフィラー金属を検討してください (多くの場合、304 溶接には 308L フィラーが推奨されます。異なる溶接が必要な場合は溶接仕様を参照してください)。

溶接および溶接後のヒント

• 炭化物の析出や汚れを軽減するために、溶接前に表面を清掃し、汚染物質を除去します。
• 溶接後の重要な耐食性を確保するために、用途で必要な場合は不動態化または酸洗いを検討してください。

5. コスト、可用性、および一般的なアプリケーション

201 は、ニッケル含有量が低いため通常より安価であり、コスト重視で腐食要求が中程度である場合に広く使用されています。 304 はコストが高くなりますが、要求の厳しいサ​​ービスに対してより多用途です。一般的な用途:

• 201: 屋内厨房機器、装飾トリム、低価格シンク、低価格家電、家具フレーム、および一部のレストランの内装 (定期的に清掃が行われる場所)。
• 304: 食品加工装置、化学薬品タンク、医療機器、建築ファサード、屋外手すり、海洋隣接設備。

6. 簡単な比較表

7. 選び方：実践的なチェックリスト

• 環境を評価する: 塩、塩化物、または強力な化学物質にさらされる可能性がある場合は、304 を選択します。
• 予算とライフサイクル: 初期コストが重要で、生涯にわたるリスクが軽微な場合は、201 が経済的です。メンテナンスの手間を省き、寿命を長くするには、304 を選択してください。
• 外観と仕上げ: どちらもよく磨かれますが、304 はより少ないメンテナンスでよりきれいで錆びない外観を維持します。
• 溶接と製造: 腐食環境での重要な溶接継手には、304 および互換性のある溶加材を推奨します。
• 不明な場合はテストする: 可能であれば、少量のサンプルを取得し、予想される条件にさらし、数週間または数か月後に腐食の初期の兆候がないか検査します。

8. メンテナンス、清掃、耐用年数の延長

定期的に清掃すると、どちらのグレードでも寿命が延びます。汚染物質（塩分、酸性残留物、鉄粒子）を速やかに除去してください。非塩化物クリーナーを使用し、柔らかいブラシで優しくこすり洗いし、工業用サービスで必要な場合は不動態化処理を時々行ってください。屋外設置の場合、定期的な検査とスポットクリーニングにより、汚れや局所的な腐食の可能性が減ります。これは 201 では特に重要です。

9. 最終的な推奨事項

耐食性、清潔さ、メンテナンスの容易さを優先する場合は、304 を選択してください。予算の制約が大きく、アプリケーションが屋内にある場合、または計画されたメンテナンスによって保護されている場合は、201 を選択します。安全性または衛生性が重要な用途 (食品、医療、化学) の場合は、デフォルトで 304 を設定するか、正確なグレードと熱処理について材料エンジニアに相談してください。