ステンレス鋼 304 のグレード: 304、304L、および 304H ファスナーの違い

3 つのサプライヤー、1 つの仕様、および 3 つの異なる質問。購買チームがステンレス鋼 304 ネジの RFQ を送信すると、多くの場合、注文は 304 か 304L のどちらであるべきか、どのような特性クラスが必要か、材料証明書が受け入れられるかどうかを尋ねる返信が返されます。その理由は、 ステンレス鋼 304 のグレード 単一の固定された組成ではなく、関連する合金のファミリーを形成します。選択したグレードにより、腐食性能、引張強さ、溶接挙動、高温耐性、単価が変わります。注文前にこれを分類することは、取り付け後にファスナーを交換するよりもはるかに安価です。

ステンレス鋼 304 のグレードが意味するもの

ステンレス鋼 304 は、最も広く使用されているオーステナイト系ステンレス鋼です。 18% のクロムと 8% のニッケルをベースにしているため、18/8 鋼と呼ばれることが多く、安定したオーステナイト構造と自己修復性のクロム酸化膜が得られます。クロムは耐食性を提供しますが、ニッケルは焼きなまし状態での靭性と低い磁気応答を維持します。

この基本組成内で、合金メーカーは炭素と窒素を調整して、304、304L、304H、およびあまり一般的ではない 304N というファミリーを作成します。炭素はそれらを分ける主な変数です。

304L は炭素を最大 0.03% に制限し、溶接中にクロムを溶液中に保ち、鋭敏化を防ぎます。 304H は、鋼が 425°C 以上で必要な耐クリープ性を発現できるように、最小炭素範囲で指定されています。 304N は窒素を添加して、延性を犠牲にすることなく降伏強度を高めます。実際には、ファスナー購入者はほとんどの場合 304 と 304L の間で選択します。 304H はホットサービスのボルト締めに使用され、304N は断面サイズを大きくできない構造ファスナーに使用されます。

このグラフは、ファミリー全体の炭素制限を比較しています。この違いの実際的な影響は、次に検討する溶接アセンブリと使用温度に現れます。

304 vs 304L vs 304H: 強度と使用条件

以下の機械的値は、焼きなました棒および板に関するものです。冷間圧造とねじ転造によりオーステナイト組織が加工硬化されるため、ボルトとネジはこれらの数値よりも強度が高くなります。

ISO 3506-1 では、304 系合金をファスナーの名称 A2 としてグループ化しています。 A2-70 ネジは、最小引張強度が 700 MPa に達する必要があります。 A2-80は800MPaに達する必要があります。ネジの頭に「A2-70」の刻印がある場合、それは熱処理されたものではなく、規定の強度レベルまで冷間加工された 304 ファミリのファスナーであることを意味します。

気温によってランキングが変わります。 425°C 付近以上の連続使用の場合、304 および 304L はクリープ強度を急速に失います。そのため、炭素範囲が制御された 304H が熱交換器、ボイラー内部構造、およびフランジ継手に推奨されます。反対に、オーステナイト系グレードは極低温でも衝撃靱性を維持するため、304 は引き続き低温機器の標準的な選択肢です。

耐食性と304の限界

耐食性は 304 ファミリが最も優れた性能を発揮する部分ですが、最も多くの場合誤って判断されます。通常の大気、真水、食品加工、および軽度の化学物質への暴露では、304 ファスナーは通常数十年間耐久します。カーテンウォールアンカー、衛生設備、内装機械はすべて、このグレードでは安全な領域です。

塩化物が存在すると限界が現れます。海岸の塩水噴霧、道路の除氷塩、プールの塩素化空気が 304 の不動態皮膜を攻撃し、ボルトの頭の下や湿気が溜まるネジの根元に孔食や隙間腐食を引き起こします。船舶用ファスナーの場合、指定者は通常、A4 (316 系) ステンレス鋼に移行するか、保護コーティングと厳格な不動態化を施した 304 ファスナーを選択します。

溶接は 2 番目のリスクをもたらします。溶接の熱影響部で起こるように、304 が 425 ～ 815°C の範囲で加熱されると、炭化クロムが粒界に析出し、クロムが局所的に消耗する可能性があります。この状態は鋭敏化と呼ばれ、鋼が粒界腐食に対して脆弱になります。最大カーボン量0.03%の304Lは、それを防ぐために特別に作られました。ファスナーを取り付けた後にアセンブリを溶接する場合、またはファスナー自体が構造物に溶接される場合は、304L の方が安全です。

調達の罠の 1 つは注目に値します。中性塩水噴霧試験を唯一の合格基準として使用し、赤錆が発生した場合は 304 ネジを不合格とします。 304 は錆層ではなく薄い不動態酸化膜で腐食に耐えます。塩水噴霧室は強力な塩化物環境であり、よく作られた 304 ファスナーでもすぐに故障する可能性があります。不動態化により、埋め込まれた遊離鉄が除去され、膜が適切に形成されます。説明します ステンレス鋼のネジが時間の経過とともにどのように腐食に耐えるか 別の記事で。

頭の下にシールワッシャーが必要なアセンブリの場合、パッド付き 304 十字なべネジを使用すると、独立した部品の数が減り、ワッシャーの材質がネジに適合するようになります。

パッド付き十字なべ小ねじ、410 ステンレス鋼 このネジは 410 マルテンサイト系ステンレスを使用しており、耐食性のために亜鉛メッキが必要です。設計における A2 または F593 グレードの要件に照らして、その引張強度と硬度を検証します。 製品を見る→

304 ファスナーを正しく指定する方法

まずは標準から始めましょう。 ISO 3506-1 はメートル法ステンレスファスナーを対象としており、304 ファミリの A2 グループを定義しています。 ASTM F593 は、帝国サイズの 304 および 304L ボルトとネジをカバーしています。図面または発注書にプロパティ クラスを明示的に記載します。A2-70 が賢明なデフォルトですが、A2-80 はより小さな直径でより高いクランプ荷重を提供します。

見積もりを比較するときは、次の決定シーケンスを実行してください。

• ファスナーを取り付けた後、アセンブリは溶接されていますか?
  • はい — 感作を避けるために 304L を選択してください。
  • いいえ - 標準 304 が受け入れられます。
• 部品は 425°C を超える温度で継続的に使用されますか?
  • はい - クリープ強度について 304H を評価します。
  • いいえ - 304 または 304L が引き続き適切です。
• 海岸の大気、道路の塩、プールの化学薬品など、環境には塩化物が豊富に含まれていますか?
  • いいえ、通常は 304 で十分です。
  • はい — 316 を検討するか、検査計画で不動態化された 304 を指定します。
• 保証された強度レベルは必要ですか?特性クラスを確認し、炭素、クロム、ニッケル、窒素の値を確認する工場試験証明書を要求してください。

重要なバッチの場合は、箱のラベルだけに頼らないでください。証明書の値を上の最初の表の UNS 制限と比較してください。また、ねじのピッチ、長さ、ヘッドのスタイルなどの形状も確認してください。正しい合金であってもピッチが間違っていても組み立てに失敗する可能性があるためです。

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304 のファスナーの製造と品質検査

冷間圧造 304 は炭素鋼の成形よりも寛容性が劣ります。オーステナイト構造はすぐに加工硬化するため、成形負荷が大きくなり、潤滑剤の選択がより重要になります。同じ加工硬化はねじ転造にも利点があります。転造によりねじの根元で鋼が圧縮され、熱処理を行わずに降伏強度が向上します。このようにして、焼きなましされた 515 MPa の母材が 700 MPa の A2-70 ネジになります。

多くの購入者を驚かせる副作用があります。304 ネジがわずかに磁気を帯びるのは正常です。冷間変形によりオーステナイトの一部がマルテンサイトに変換され、その効果はねじ山転造および圧造後にさらに強くなります。 304 ファスナーに磁性があるからといって、グレードが間違っているわけではありません。

セルフドリルネジには、より硬い刃先が必要です。薄い鋼板の場合は、加工硬化した 304 ドリルねじが適切に機能します。より重いプロファイルの場合、一部のメーカーは先端に 410 マルテンサイト ステンレスを使用しています。ネジの材質を穴あけ作業に適合させることで、現場での先端の破損やヘッドの剥がれを防ぎます。

六角穴付きなべセルフドリルねじ この穴あけネジを使用すると、薄い鋼板に直接取り付けるための事前の穴あけが不要になります。メーカーによるテストと 40 年以上のファスナーの経験により、要求の厳しい屋内および屋外環境に適合します。 製品を見る→

品質チェックは寸法以上のものをカバーする必要があります。寧波日盛ファスナー有限公司の社内試験には、代表的なバッチの寸法投影、トルク、引張、塩水噴霧、硬度、および金属組織検査が含まれます。 40 年以上のファスナー製造経験とヨーロッパ、アメリカ、日本への輸出経験を持つエンジニアリング チームは、生産開始前に 304 サブグレード、コーティング、特性クラスの修正を支援できます。

ご注文前に適切な 304 サブグレードをお選びください

ステンレス鋼 304 のグレードは、マーケティング上のラベルではなく、エンジニアリング上の選択です。デフォルトとして 304 を使用し、溶接が重要な場合は 304L に移行し、高温でのボルト締めには 304H を保持します。プロパティ クラスを定義し、証明書を要求し、パッシベーションを確認します。仕様に数分費やすことで、穴あきやひび割れを防ぎ、設置済みのバッチを使用停止にするコストを防ぎます。グレードをアプリケーションに適合させるためのサポートが必要な場合は、 当社のステンレス鋼製ネジのラインナップを確認してください または、図面とサービス条件を当社のエンジニアリングチームに送信してください。