【知っておきたい】SUS304の引張強度とは？用途と特性を徹底解説

2025年8月18日

金属の選定は、製造業や建設業において極めて重要な要素です。その中でも、特に注目されるのが、ある特定の合金の特性です。強度や耐腐食性、加工性など、多くの利点を持つこの合金は、様々な分野で活躍しています。

この記事では、その合金の引張強度や用途について詳しく解説します。引張強度とは何か、どのように測定され、どのような場面で利用されるのかを理解することで、より適切な材料選びができるようになるでしょう。

特に、製品の耐久性や信頼性を求める現場では、この合金の特性を知っておくことが欠かせません。具体的な事例を交えながら、その魅力や実際の使用例についても触れていきますので、ぜひ最後までご覧ください。

SUS304の引張強度とは？基本から測定方法まで徹底解説

要点として、SUS304はオーステナイト系ステンレス鋼の一種であり、耐食性と引張強度に優れています。理由として、その引張強度は平均520MPaとされ、優れた耐久性と柔軟性を兼ね備えているため、多くの産業で利用されています。具体例として、引張試験はJIS Z 2241に規定されており、試験片に引張り力を加えることで強度、降伏点、伸びを測定します。この試験により、SUS304は高い耐久性と柔軟性を確認でき、幅広い用途が保証されます。

SUS304の引張強度の具体的な数値と測定方法

要点として、SUS304の引張強度は520～750MPaの範囲内とされています。理由として、SUS304は18%のクロムと8%のニッケルを含み、これが高い強度と非磁性を提供しています。具体例として、引張試験は引張試験機を使用し、材料が破断するまで引張り力を加えて測定されます。その結果、材料の引張強度や伸び率が測定され、材質の品質や用途に応じた判断に役立ちます。要点として、これによりSUS304は多くの機械部品や建築材料として利用されているのです。

他のステンレス鋼との引張強度比較

要点として、SUS304は他のステンレス鋼と比べて適度な引張強度を有します。理由として、SUS304は特に耐食性に優れているため、キッチン用具や構造部材に広く使用されています。具体例として、フェライト系ステンレス鋼と比較すると、オーステナイト系のSUS304は高い加工硬化能力を持ち、引張強さも大きく、加工後の硬化が顕著です。これにより、SUS304は多様な使用に適しており、特に高温環境下での耐久性が評価されています。

SUS304の引張強度が影響する用途

SUS304は、比較的高い引張強度を有しており、そのため多くの用途に適しています。特に、高温強度への耐性が600℃程度まで優れており、低温においても引張強度はさらに高まる特徴があります。そのため、SUS304は建物の自動ドアやエレベーターの銀枠、プラント設備のLNGタンクや原子力用設備、ボルトやナットなどの工業製品に広く使用されています。また、食品加工機械や化学工業の設備、建築材料としても重要な特性を持ちます。このような特性により、SUS304は高い引張強度を持つことで耐久性と信頼性が求められる用途に適しています。

SUS304が適している用途とその理由

SUS304が選択される理由としては、耐久性や衛生面での利点が挙げられ、特に食品や医薬品の加工において重宝されています。SUS304は「最も汎用的なステンレス鋼」と称されるほど、多様な用途に使用されている材料です。その理由は、高い耐食性・良好な加工性・美しい外観などの特性を持つためです。さらに、コストパフォーマンスの良さからも広く利用されており、適度な強度と靭性を兼ね備えているため、日用品から産業機械、建材まで幅広い分野での利用が見られます。

引張強度が不足する場合の考慮点

SUS304の引張強度は520〜750 MPa（メガパスカル）ですが、特定の状況においては強度が不足することがあります。例えば、薄すぎると強度が不足し、厚すぎると無駄になってしまいます。また、500℃を超えると機械的強度が大きく低下します。したがって、使用する際には材料の厚みや使用温度に注意が必要です。さらに、SS400などの炭素鋼と比べると、引張強度や耐食性ではSUS304が優れていますが、硬度や熱伝導率では炭素鋼の方が高い傾向にあります。適切な素材設計と使用環境の考慮が、引張強度を最大限に活かすために重要です。

SUS304の引張強度に影響を与える要因

SUS304の強度特性は、化学成分や加工方法によって大きく影響を受けます。主な要因としては、合金成分の配合や素材の製造プロセスが挙げられます。特にその物理的性質は、温度や化学組成などの影響を受けて、幅広い範囲で変化します。例えば、低温環境下ではSUS304の強度が増す一方で、高温では強度が低下することがあります。これらの要因を理解することは、SUS304を様々な用途で効果的に使用するために重要です。

温度や加工による強度の変化

SUS304は高い強度を維持する性質を持ち、熱膨張係数が小さいため高温での使用が可能ですが、加工は比較的難しいことがあります。最大使用温度約800°Cを超えると、材料の強度が急激に低下します。高温では腐食の進行が加速するため、耐食性の悪化も見られます。さらに、冷間加工によって強化された材料は、室温での許容応力が約205MPaとされるが、温度が上昇すると応力値は下がります。適切な使用温度を理解し、使用環境に応じた材料選定が必要です。

引張強度を維持するための注意点

SUS304の引張強度は大よそ520～750 MPaで、この範囲内で材料が破断するまで耐えられます。しかし、機械部品や構造物の設計では応力集中を避けるための工夫が求められます。例えば、角部にはR加工を施して応力集中を減らすことや、設計段階での応力解析を通じて、計算された荷重が降伏点を超えないようにすることが重要です。特に溶接時には、溶接熱影響部の強度低下に注意が必要です。これらの点を注意しながら、SUS304の特性を活かした設計が求められます。