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概要 ステンレス (Stainless) とはステイン (Stain: 汚れ ) とレス (Less: より少ない ) を組み合わせた造語です ステンレス鋼は錆びにくい金属として また多くの優れた性質を持ちあわせた金属として様々な分野に使用されています このため板材 ( 薄板 / 厚板 ) 線材 棒

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ステンレス容器の

ステンレス鋼

解説書

(2)

概 要

ステンレス(Stainless)とはステイン(Stain:汚れ)とレス(Less:よ

り少ない)を組み合わせた造語です。

ステンレス鋼は錆びにくい金属として、また多くの優れた性質を持ち

あわせた金属として様々な分野に使用されています。

このため板材(薄板/厚板)・線材・棒材・パイプ(管)、形鋼など

の種類があります。

鋼種もJIS規格のものから、メーカー独自に開発したものが数多くあ

ります。

また、加えられている成分や量により、様々な特性を示します。

この解説書では弊社で使用しているステンレス鋼の材料についてご紹

介をいたします。

解説しますのはステンレス鋼の記号でSUS304、SUS316、SUS316Lです。

弊社ではこのステンレス鋼板で容器を作り、主に製薬メーカー様や化

粧品、食品、化学薬品製造メーカー様などへご提供しています。

この解説書がステンレス鋼へのご理解とステンレス容器の材料選定な

どのご参考になれば幸いです。

この解説書ではステンレス鋼の歴史や金属工学等の難しい内容につい

ては、書いておりません。

主に弊社で使用しているステンレス容器用の材料について解説していま

す。

ステンレス鋼の呼び方はステンレス鋼のJIS記号に統一しています。

内容につきましては弊社の経験や購入先のステンレス鋼製造メーカー

様からの情報をもとに作成しています。

解説しましたステンレス鋼以外にもご使用用途により多種のステンレ

ス鋼があります。

ご使用内容をご連絡いただければ、ステンレス鋼のご提案が出来ると

思います。

内容につきましてのご不明な点や疑問な事がございましたら、Fax

やメールにてご連絡頂ければ幸いです。

ご注意

(3)

目 次

概 要

第2章 ステンレス鋼の選び方

2 - 1 弊 社が 使用し て い ます ス テン レス 鋼 2 - 2 ステ ン レ ス 鋼の 表 面仕 上 げ 2 - 3 ステンレス鋼板の板厚 2 - 4 ステンレス鋼の選択 2 - 5 主な分野と用途 2 - 6 ステ ン レ ス 鋼の 注 意点

第1章 ステンレス鋼とは

1 - 1 ステ ン レ ス 鋼が 出 来る ま で 1 - 2 ステ ン レ ス 鋼の 種 類 と分 類 1 - 3 ステ ン レ ス 鋼の 特 性 1 - 4 そ の他 の ステン レ ス鋼 材

第3章 ステンレス鋼の耐食性

3 - 1 ステ ン レ ス 鋼の 不 動態 化 皮膜 3 - 2 ステ ン レ ス 鋼の 腐 食

第4章 その他

4 - 1 取 扱上 の注 意 4 - 2 書 類 4 - 3 ステ ン レ ス 鋼のリ サイ ク ル 4 - 4 ステ ン レ ス 鋼板 の 表面 保 護

第5章 Q&A

第6章 用語の解説

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 11 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 9 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1

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第 1 章

ステンレス鋼とは

主成分の鉄に10.5%の以上のクロムを含ませた鉄の合金です。

このクロムの含有により金属表面にクロム酸化皮膜(不動態化皮

膜)が形成され、錆びにくい耐食性を有することになります。

さらに他の元素を加えることで、より強固な耐食性などの特性を持

つことが出来ます。

重量は鋼材の種類により違いますが体積1cm

の時に約8gです。

板厚1mm(0.1cm)×幅100cm×長さ200cmの板は

0.1×100×200=2000cm

×8=16000g=16kgとなります。

ステンレス鋼ができるまで

ステンレス鋼板ができるまでに約2ヶ月かかると言われています。

①原料の溶解

世界中から集めた原料(鉄鉱石、クロム、ニッケル)を高炉や電気炉で溶かしま す。

②ステンレスの塊の製造

溶けたステンレスからスラブと言う塊を作ります。

③ステンレス鋼板の製造

スラブを圧延機で薄くのばします。

④表面処理

薄くのばしたステンレス鋼板の表面を酸で洗い綺麗にします。 (No.1と呼ばれる仕上げ材)

⑤様々な表面処理

酸で洗ったステンレス鋼板を用途に合わせた表面処理を施します。 表面仕上げ 2B:一般的に流通している鋼板です。 BA:鏡のような光沢を持った鋼板です。 400番:2Bをバフ研磨したBAような光沢を持った鋼板です。

1-1

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1-2

ステンレス鋼の種類と分類

○ステンレス鋼は、金属成分と金属組織の違いにより大きく3つ

に分類されます。

1-3

ステンレス鋼の特性

○錆びにくい

ステンレス鋼の表面に出来たクロム酸化物による不動態皮膜が錆の発生を防ぎ ます。 水分を扱う厨房設備、化学薬品用の機器、風雨に耐える屋外の施設などに使用 されています。 ただし、強酸や塩化物に弱く使用上の注意が必要です。

○加工性がよい

硬くて引っ張りに強いのでプレスや絞り加工、曲げたり丸めたりと複雑な加工 が可能です。 弊社の容器や冷蔵庫の外板、調理器具、車両などに利用されています 。

○溶接性がよい

弊社としてはステンレス鋼の中でも、もっとも溶接性の良いオーステナイト系 を使用しています。 特別な溶接設備が必要なく溶接後の状態も良く、仕上げると溶接部分が目立た なくなります。 溶接方法は主にTIG溶接を行っています。

○熱伝導性が悪い

容器に入れた熱が逃げにくく、お風呂やポットなどの保温性が必要な断熱容器 の外装に向いています。 ステンレス製のヤカンやフライパンでは底に銅など熱伝導性の良い他の素材を 使用しています。

○外面性

用途によってサニタリー性や装飾用の表面など様々な表面処理加工が可能で す。 鏡面研磨を施せば鏡のような金属面にする事が出来ます。 分類 オーステナイト系 マルテンサイト系 フェライト系 金属成分 クロム量18% ニッケル量8%~14% クロム量13% クロム量18%

主な鋼種 SUS304 / SUS316 /SUS316L SUS410 SUS430

主な使用例 医薬向け容器

建材・化学プラント

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1-4

その他のステンレス鋼材

○ステンレス鋼には板の他に条鋼と呼ばれる形鋼等があります。

3 パイプ類 配管パイプ 角パイプ エルボパイプ 棒類 フラットバー 丸棒 角棒 形鋼類 アングル チャンネル H形鋼 その他 パンチングメタル

(7)

第 2 章

2-1

ステンレス鋼の選び方

ステンレス製容器の材料を選定するときには内容物や使用目的、

表面処理、費用などで最適なステンレス鋼を選択します。

弊社では、主にSUS304で容器を製造しています。

耐食性がよく、延性に富み、深絞り、曲げ加工など冷間加工性・

溶接性が良好と言う特性があります。

また、表面仕上げは、BAを選択し、素材本来の特徴を生かした

製品作りをしています。

ここでは弊社で使用しているステンレス鋼(オーステナイト系)

のSUS304/SUS316/SUS316Lでの解説をいた

します。

弊社が使用しているステンレス鋼

○SUS304

(オーステナイト系ステンレス) 成分:18%クロム/8%ニッケル 成分を表す18-8(ジュウハチ-ハチ)ステンレスとも言われます。 ステンレス鋼の中で最も一般的な鋼種と言われています。 食品設備や一般科学設備、建材材料、製紙工業、車両工業、厨房器具等で使用 されています。

○SUS316

(オーステナイト系ステンレス) 成分:18%クロム/12%ニッケル/2.5%モリブデン SUS304にモリブデンを加えることで、さらに耐食性と耐孔食性が良くな ります。 鋼種の違いは外観上、SUS304と変わらないためモリブデンの有無(計測 器を使用)で判断しています。 石油化学、染色工業、繊維工業、食品工業等で使用されています。

○SUS316L

(オーステナイト系ステンレス) 成分:18%クロム/12%ニッケル/2.5%モリブデン/ローカーボン SUS316をさらに低炭素化し、耐粒界腐食性を向上せます。 主に注射剤等の製薬メーカー、半導体向けに使用されています。 特に製薬メーカーなどでは溶接部分の錆び対策として、この材料の使用が増え てきています。 4

(8)

2-2

ステンレス鋼板の表面仕上げ

○ステンレス鋼製造メーカーがステンレス鋼板を製造するときに

施す表面処理です。

一般的には、この表面仕上げ処理されたステンレス鋼板が購入できます。 表面の出来栄えは、製造環境やメーカーにより異なる場合もあります 。 5 名 称 表面の状態 No.1 (ナンバー・ワン) ・銀白色の少し粗い仕上がりです。 ・条鋼材や配管や配管継手の表面などです。 2B (ツー・ビー) ・銀白色をもった表面で、すべすべしている。 ・顔の写り込みはありません。 ・弊社で使用しています。 ・一般的に流通(使用)されている材料です。 BA (ビー・エー) ・鏡のような光沢をもったツルツルの表面です。 ・顔が写り込みます。 ・主に弊社で使用しています。 ・溶接部以外、バフ研磨せずにすむので、バフ粉等の 汚れが少ない。 400番 BAに近い光沢をもった表面で、2B材を400番バフ研磨仕上げしたものです。 HL (ヘアーライン ) 連続した細い線状の筋を持った表面で、2B 又はBA 材に研磨ベルトで長い研磨目を付けます。 つや消しのような意味合いと、すりキズ程度なら目立 たない表面処理で、主に手すりなどの建材で使用され ています。

2-3

ステンレス鋼板の板厚

弊社で在庫を持ち、使用しているステンレス鋼の板厚です。

SUS304 2B/BA 板厚:0.6/0.7/0.8/0.9/1.0/1.2/1.5/2.0(mm) SUS316 在庫はしていません。 容器ご注文時に都度、購入しています。 SUS316L 板厚:0.8/1.0/1.2/1.5/2.0(mm)

(9)

2-4

ステンレス鋼の選択

○ステンレス容器に適したステンレス鋼板の選定検討項目です。

1.使用目的 化学薬品、食品、化粧品、製薬などで材質や表面処理方法が違ってきます。 2.内容物 内容物によってはステンレスを侵す溶剤等があります。 特に塩分はステンレス鋼を錆びさせます。 ステンレスの耐食性については弊社にご相談ください。 3.表面処理 表面処理には酸洗、機械研磨、バフ研磨、電解研磨などがあります。 弊社では酸洗、バフ研磨、電解研磨を行っています。 4.費 用 ステンレス鋼の材料費と加工費の価格差です。 ・ステンレス鋼 1とする 約2.5倍 SUS304 < SUS316、SUS316L ・表面処理 容器の構造、サイズなどで大きく費用の差がかわります。 酸洗、バフ研磨 < 一般の電解研磨 < ハイグレードな電解研磨 5.選択組合せ例 ステンレス容器の仕様一例を挙げてみました。 これ以外にも用途に合わせて様々な組合せがあります。 詳しくは弊社の営業担当へご相談ください 業 界 材料 素材表面 内容物 表面処理 構造 費用 医薬 SUS316L BA 注射剤 高グレード 電解研磨 サニタリー 非常に高価 化粧品 SUS316L BA 薬品 バフ研磨 サニタリー 高価 化学工業 SUS304 2B 薬品 フッ素樹脂 コーティング 一般構造 高価 食品 SUS304 BA 食品 バフ研磨 一般構造 安い 6

2-5

主な分野と用途

○ステンレス鋼板が使用されている主な分野と用途例です。

分 野 用途例(製品名) 産業機器 食品加工機器(製麺機・製パン機他)・化学プラント・原子力発電・熱交換機 など 厨 房 食器・スプーン・流し台・浴槽 など 輸送機器 鉄道車両・自動車部品・ケミカルタンカー・コンテナー・ドラム缶 など 建 築 屋根・ドアノブ・モニュメント・配管 など 家 電 洗濯機・冷蔵庫・炊飯器などの部品

(10)

2-6

ステンレス鋼の

注意点

○ステンレス鋼板を選定する時に、特に注意する点です。

ステンレス鋼は塩素や強酸、温度の高い強アルカリの環境では腐食が発生しま す。 溶接の熱影響を受けたところが、腐食割れや粒界腐食をおこす事があります。 これらの対策として溶接部分を仕上げ加工する事や、SUS316Lのような耐食性と ローカーボンの耐粒界腐食性の良い材料を選びます。 耐熱温度は、低温は-273℃から高温は700~800℃が目安です。 ステンレス鋼は300℃以上になると薄い黄土色に表面が変色(酸化)します。 これをテンパーカラーと言います。 使用上の問題は特にありません。 熱膨張率が大きいので、製作時に熱歪みを抑える加工方法の工夫が必要です。 加熱すると蓋などが歪みます。 7

(11)

第3章

ステンレス鋼の耐食性

ステンレス鋼は表面に出来た不動態化皮膜により、錆びにくい性質が

あります。

3-1

ステンレス鋼の不動態化皮膜

ステンレス鋼の主成分は鉄ですので絶対に錆びないということは有りません が、錆びにくいその秘密は「不動態化皮膜」です。 普通鋼に十分なクロム(Cr)を添加しますと(約10.5%以上)、その表面に酸 化物が形成します。 この膜は、無色透明でとても薄いので肉眼では識別できません。 そして鉄にとって腐食性のある様々な薬品の中で金属表面を保護します。 この酸化皮膜は鉄に10.5%以上のCr(クロム)を含ませると、鉄が酸化するよりも 先にクロム(Cr)が酸化し、表面全体に酸化クロムの膜を形成します。 し か も、こ の 膜 は 化 学 的 に 安 定 で ( 化 学 変 化 し に く い ) と て も 強 固 で す。 また、構造がち密で酸素を通さないため錆びの発生を防ぎます。 この酸化クロム膜は加工・切断などでキズついても、クロム(Cr)が適量(10.5% 以上)あれば空気中の酸素と結合してすぐ再生します。 ニッケルはこの不動態化皮膜をもっと形成しやすくする働きをします。 このようにCr、Niの量が多いほど錆びにくくなるのです。

3-2

ステンレス鋼の腐食

○ステンレス鋼の錆の種類と原因です

。 8 1.全面腐食 現象:錆が表面全体にわたり一様に発生していきます。 原因:塩酸・強酸・高温強アルカリ等でおこります。 対策:フッ素樹脂コーティングによる金属表面の保護。 1.粒界腐食 現象:溶接部付近の結晶粒界のみに錆が進行していきます。 原因:熱影響により、クロム量が欠乏する為に起こる。 対策:SUS304LやSUS316Lが有効です。 1.応力腐食割れ 現象:局部的に腐食割れしていく。 原因:材料に負荷されている引張り応力と化学的な腐食の 力の作用によります。 対策:残留応力を残さない溶接と機械加工ですが、できれ ば焼き鈍し等の応力除去の加工をすると良いです。 1.孔食 現象:局部的に不動態化皮膜が壊れ穴状に腐食していきま す。 原因:海水などの塩素イオンの溶液中で起こりやすい。 対策:SUS316やSUS316Lが有効です。 全面一様の腐食 粒界に沿って腐食 残留応力に沿って割れていく 局部的に腐食する

(12)

4-1

取扱上の注意

○ステンレス容器を使用する時の注意点です。

・もらい錆に注意します。 ステンレス容器内に鉄や他の金属が触れていると錆びることがあります。 また、水道水などに含まれる鉄さびにより錆びることがあります。 なるべく他の金属との接触を避け、綺麗な水での洗浄が良いです。 洗浄には柔らかいスポンジと中性洗剤が最適です。 また、洗浄後は速やかに乾燥させ保管してください。 表面に傷が付いても乾燥していれば直ぐに不動態皮膜が形成されます。 9

第4章

その他

4-2

書類

○ステンレス鋼には鋼材検査証明書があります。

ミルシートとも言います。 「鋼材検査証明書」は「JIS規格の検査に則った証明書」です。 材料(鋼材)検査証明書で、内容は検査書発行番号、品名・規格・鋼種・表面 仕上げ・ヒートNO.化学成分(%)・引っ張り試験数値などが記載されています。 材料製造メーカーが発行するもので、書式や項目が異なる場合もあります。 ステンレス鋼を購入するときに付いてきますが、注文時に「ミルシート付き」 とお願いしないと発行してもらえません。

4-3

ステンレス鋼のリサイクル

○ステンレス鋼は100%リサイクル出来る資源です。

従って、環境にも優しい材料です。 最近はファイバードラムからステンレス容器への移行も増えてきています。 弊社ではリサイクル資源として、業者に依頼して引き取って頂いています。 なお、ステンレス鋼の原料の約30~40%がリサイクルスクラップ材を使用してい ます。

4-4

ステンレス鋼板の表面保護

○ステンレス容器の製作時に傷が付かないようにしています。

表面保護材は、加工キズや取扱・運搬中のキズ防止の為に使用しています。 弊社にて使用している表面保護材を2点紹介します。 弊社で使用しています保護シートです。 名称 材質 厚み 色 エス ピー エッチ (SPH) ポリ塩化ビニル系 0.06㎜ 青 エス ピー ブイ (SPV) ポリエチレン系 0.12㎜ 白 スポンジ

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第5章

Q&A

弊社に寄せられました ステンレス容器について、よくある質問

に対しての回答です。

5-1

ステンレス容器は電磁調理器に使用できますか?

弊社のステンレス容器は電磁調理器の仕様には適しません。 磁石のくっつく鉄やステンレス(弊社の容器にはありません)は使えます。 ただし、オールメタル対応の電磁調理器ならばSUS304もアルミや銅の鍋 も加熱できるようです。 火力等については対応メーカーに問い合わせてください。 10

5-2

この薬液はだいじょうぶ?

薬液の種類によってはステンレス鋼板を侵す物があります。 弊社では都度、容器を設計する上で用途と内容物の確認をしています。 このときにステンレス鋼の耐食表などで薬液に対する安全を確認し、もし不可 の場合はフッ素樹脂コーティング等のご提案をいたします。

5-3

ステンレス容器は火にかけられますか?

空だきに気をつけていただければ問題はありません。 また、ステンレス鋼自体の耐熱も約700℃ありますので、密閉にしなければ 300℃の乾熱滅菌器などの使用も問題ありません。 ただし、引張強度等が低下しますので、過度な応力や加圧は危険です。

5-4

他のステンレス材質で容器を作れますか?

弊社はSUS304、SUS316、SUS316Lでのステンレス容器を製造しています。 他の材質に関しては製造設備や工程上、品質管理上で製作をしていません。 2mmを超える板厚に関しましては、弊社の協力会社様にお願いして弊社設計 管理のもと、製作をしています。

5-5

一度錆びたステンレス容器は使えませんか?

ステンレス鋼板内部まで深く浸透していない軽度の錆でしたら、まず綺麗に錆 を落とした後に洗浄します。 市販のクエン酸を約60℃に加熱して、容器内に2~3時間ためた後に良く乾 燥させれば、再び少し強固な不動態化皮膜が形成されます。

5-6

液体窒素等の極低温でのステンレス容器は?

弊社の開放タイプの容器に液体窒素(-196℃)を入れても壊れることはあ りません。 ただし、容器を分厚い断熱材で覆わないと液体窒素は常温で激しい沸騰をおこ しますので、危険です。 弊社では製作していませんが、液体窒素用ステンレス製の真空断熱容器等をお 勧めします。

(14)

第6章

用語の解説

ステンレス鋼板に関する用語をまとめてみました

50音、アルファベット順です。

ステンレス鋼

JISによると鉄鋼に 「耐食性を向上させる目的で、クロムまたはクロムとニッケルを含有させた合 金鋼。一般にはクロム含有量が約10.5%以上の鋼をステンレス鋼といい、 主としてその組織によって、①マルテンサイト系、②オーステナイト系、③ フェライト系④オーステナイト・フェライト系及び⑤析出硬化系の五つに分類 される」

6-3

11

オーステナイト系ステンレス鋼

弊社で使用していますステンレス鋼の金属組織名称です。 SUS304:成分が18%クロム8%ニッケル鋼がその代表です。 熱処理によって硬化せず、一般に非磁性である。 フェライト系などより耐食性や絞り加工性などが良く、高級ステンレス鋼とも呼 ばれます。

6-2

耐食性

ある環境における腐食作用に耐える性質をいいます。 ステンレス鋼ではクロム酸化物による不動態化皮膜がこの性質を示します。 この膜の特徴として、キズがついても乾燥した大気中では自己再生をします。

6-5

JIS

(Japanese Industrial Standards) 日本工業規格の事です。

国内の鉱工業品の規格統一のための国家規格です。

日本工業標準調査会(JISC:Japanese Industrial Standards Committee)が制 定しています。

6-8

延性

材料が破壊せずに引き延ばしや曲げ加工が出来る性質を言います。

6-1

熱伝導性

熱が材料中を伝わって移動する性質を言います。 銅やアルミは熱伝導性が良く加熱調理器具などに使われます。 ステンレス鋼は熱伝導性が悪く、保温容器などに使われます。

6-6

塑性加工

材料に力を加え力を取り除いても、原型に戻らない変形を与える加工です。 例:へら絞り、プレス加工など

6-4

冷間加工

常温に近い温度で行う塑性加工を言います。

6-7

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撹拌・温調ユニットカタログ

(オレンジ色)

ステンレス容器カタログ

(緑色)

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カタログのご紹介

ステンレス製品部 営業課

住 所

〒 340-0811

埼玉県八潮市二丁目358

電話 048-996-4221

FAX 048-996-8781

メール sales@nitto-kinzoku.co.jp

ホームページ http://www.nitto-kinzoku.co.jp/

お問い合わせ先

編 者 企画開発課 企画G

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