冶金学では、ステンレス鋼は、他の合金元素の有無にかかわらず、少なくとも 10.5% のクロムと質量で最大 1.2% の炭素を含む合金鋼です。ステンレス鋼は、フランス語の inoxydable (酸化できない) から inox 鋼または inox とも呼ばれ、鋼合金耐食性は非常によく知られており、クロム含有量が増加すると耐食性が向上します。耐食性は、ニッケルとモリブデンの添加によっても強化される場合があります。腐食剤の化学的影響に対するこれらの金属合金の耐性は、不動態化に基づいています。不動態化が発生し、安定した状態を維持するには、Fe-Cr 合金のクロム含有量が約 10.5 重量％以上でなければならず、これを超えると不動態化が発生する可能性があり、それ以下では不動態化は不可能です。クロムは硬化元素として使用でき、優れた機械的特性を生み出すためにニッケルなどの強化元素とともによく使用されます。

二相ステンレス鋼

その名前が示すように、二相ステンレス鋼は 2 つの主要な合金タイプを組み合わせたものです。これらはオーステナイトとフェライトの混合微細構造を持ち、通常は 50/50 の混合を生成することが目的ですが、市販の合金では比率が 40/60 になる場合もあります。耐食性はオーステナイト系ステンレス鋼と同様ですが、応力腐食耐性 (特に塩化物応力腐食割れに対する耐性)、引張強さ、および降伏強さ (オーステナイト系ステンレス鋼の降伏強さの約 2 倍) は一般にオーステナイト系ステンレス鋼よりも優れています。成績。二相ステンレス鋼では、炭素は非常に低いレベル (C<0.03%) に抑えられます。クロム含有量は 21.00 ～ 26.00%、ニッケル含有量は 3.50 ～ 8.00% の範囲で、これらの合金にはモリブデン (最大 4.50%) が含まれる場合があります。靭性と延性は一般に、オーステナイト系グレードとフェライト系グレードの中間に位置します。二相グレードは、通常、その耐食性に基づいて、リーン二相、標準二相、およびスーパー二相の 3 つのサブグループに分類されます。スーパー二相鋼は、標準のオーステナイト鋼と比較して、あらゆる形態の腐食に対する強度と耐性が強化されています。一般的な用途には、海洋用途、石油化学プラント、海水淡水化プラント、熱交換器、製紙産業などがあります。現在、石油・ガス業界は最大のユーザーであり、より耐食性の高いグレードを推進しており、超二相鋼の開発につながっています。

腐食剤の化学的影響に対するステンレス鋼の耐性は、不動態化に基づいています。不動態化が発生し、安定した状態を維持するには、Fe-Cr 合金のクロム含有量が約 10.5 重量％以上でなければならず、これを超えると不動態化が発生する可能性があり、それ以下では不動態化は不可能です。クロムは硬化元素として使用でき、優れた機械的特性を生み出すためにニッケルなどの強化元素とともによく使用されます。

二相ステンレス鋼 – SAF 2205 – 1.4462

一般的な二相ステンレス鋼は SAF 2205 (22Cr 二相 (フェライト系 - オーステナイト系) ステンレス鋼のサンドビック所有の商標) で、通常 22% のクロムと 5% のニッケルが含まれています。2205 は耐食性と強度に優れ、最も広く使用されている二相ステンレス鋼です。SAF 2205 は次の業界で応用されています。

• 輸送、保管、化学処理
• 加工設備
• 高塩化物および海洋環境
• 石油とガスの探査
• 抄紙機

二相ステンレス鋼の性質

材料特性は集中特性です。つまり、材料特性は質量の量とは独立しており、システム内の場所によっていつでも変化する可能性があります。材料科学には、材料の構造を研究し、それらをその特性 (機械的、電気的など) に関連付けることが含まれます。材料科学者は、この構造と特性の相関関係を理解し​​たら、特定の用途における材料の相対的な性能の研究を続けることができます。材料の構造、ひいてはその特性の主な決定要因は、その構成化学元素と、最終形態にどのように加工されるかです。

二相ステンレス鋼の機械的性質

材料は望ましい機械的特性の組み合わせを備えているため、さまざまな用途によく選択されます。構造用途の場合、材料特性は非常に重要であり、エンジニアは材料特性を考慮する必要があります。

二相ステンレス鋼の強度

材料力学では、素材の強さ破損や塑性変形を起こすことなく、加えられた荷重に耐えられる能力です。材料の強度は、材料に加えられる外部荷重と、その結果として生じる材料の寸法の変形または変化との関係を考慮します。材料の強度は、破損や塑性変形を起こすことなく、この加えられた荷重に耐えられる能力です。

極限引張強さ

二相ステンレス鋼 – SAF 2205 の極限引張強さは 620 MPa です。

の極限引張強さエンジニアリング上の最大値です応力-ひずみ曲線。これは、引張状態にある構造物が受ける最大応力に相当します。極限引張強さは、「引張強さ」または「極限」と短縮されることがよくあります。この応力が加えられたまま維持されると、破壊が生じます。多くの場合、この値は降伏応力よりも大幅に大きくなります (一部の種類の金属では、降伏応力よりも 50 ～ 60 パーセントも大きくなります)。延性材料が極限強度に達すると、断面積が局所的に減少するネッキングが発生します。応力-ひずみ曲線には、極限強度を超える応力は含まれません。変形は増加し続ける可能性がありますが、通常、極限強度に達すると応力は減少します。それは集中的な特性です。したがって、その値は試験片のサイズには依存しません。ただし、試験片の準備、表面欠陥の有無、試験環境や材料の温度など、他の要因にも依存します。極限引張強さは、アルミニウムの 50 MPa から、非常に高張力鋼の 3000 MPa までさまざまです。

降伏強さ

二相ステンレス鋼 – SAF 2205 の降伏強さは 440 MPa です。

の降伏点のポイントです応力-ひずみ曲線これは、弾性挙動の限界と塑性挙動の始まりを示します。降伏強度または降伏応力は、材料が塑性変形し始める応力として定義される材料特性です。対照的に、降伏点は、非線形 (弾性 + 塑性) 変形が始まる点です。降伏点の前では、材料は弾性的に変形し、加えられた応力が取り除かれると元の形状に戻ります。降伏点を超えると、変形の一部は永久的となり、元に戻すことはできなくなります。一部の鋼およびその他の材料は、降伏点現象と呼ばれる現象を示します。降伏強さは、低強度アルミニウムの 35 MPa から高強度鋼の 1400 MPa 以上までさまざまです。

ヤング弾性率

二相ステンレス鋼 – SAF 2205 のヤング弾性率は 200 GPa です。

ヤング弾性率は、一軸変形の線形弾性領域における引張応力および圧縮応力の弾性率であり、通常は引張試験によって評価されます。応力を制限するまで、ボディは荷重を取り除くとその寸法を回復できます。加えられた応力により、結晶内の原子が平衡位置から移動し、すべての原子が平衡位置から移動します。原子は同じ量だけ変位し、相対的な幾何学形状を維持します。応力が除去されると、すべての原子は元の位置に戻り、永久変形は発生しません。によるとフックの法則、応力はひずみ (弾性領域内) に比例し、傾きはヤング率です。ヤング率は、長手方向応力をひずみで割ったものに等しい。

二相ステンレス鋼の硬さ

二相ステンレス鋼 – SAF 2205 のブリネル硬度は約 217 MPa です。

材料科学では、硬度表面のへこみ（局所的な塑性変形）や引っかき傷に耐える能力です。硬度は、引っかき傷、摩耗、圧痕に対する耐性、さらには成形や局部的な塑性変形に対する耐性を示す可能性があるため、おそらく最も定義が不十分な材料特性です。硬度は、一般的に硬度が高くなるほど、摩擦による摩耗や蒸気、油、水による浸食に対する耐性が高まるため、工学的な観点から重要です。

ブリネル硬さ試験硬さ試験用に開発された押し込み硬さ試験の一つです。ブリネル試験では、硬い球形の圧子を特定の荷重で試験対象の金属の表面に押し込みます。一般的なテストでは、直径 10 mm (0.39 インチ) の硬化鋼球を圧子として使用し、3,000 kgf (29.42 kN; 6,614 lbf) の力を加えます。負荷は指定された時間 (10 秒から 30 秒の間) 一定に維持されます。柔らかい素材の場合は、より小さな力が使用されます。より硬い材料の場合は、鋼球の代わりに炭化タングステン球が使用されます。

このテストでは、材料の硬度を定量化するための数値結果が得られます。硬度はブリネル硬度数 (HB) で表されます。ブリネル硬度数は、最も一般的に使用される試験規格 (ASTM E10-14[2] および ISO 6506–1:2005) によって HBW として指定されます (H は硬度から、B はブリネルから、W は圧子の材質であるタングステンから) （ウォルフラム）カーバイド）。以前の規格では、鋼製圧子を使用して行われた測定を指すために HB または HBS が使用されていました。

ブリネル硬度数 (HB) は、荷重をくぼみの表面積で割ったものです。印象の直径は、重ねられたスケールを備えた顕微鏡で測定されます。ブリネル硬度数は次の方程式から計算されます。

一般的に使用されているさまざまな試験方法があります (例: ブリネル、ヌープ、ビッカース、 そしてロックウェル）。相関関係が適用できるさまざまな試験方法からの硬度数値を相関させる利用可能な表があります。すべてのスケールにおいて、硬度の数値が高いことは硬い金属を表します。

二相ステンレス鋼の熱的性質

材料の熱特性とは、材料の変化に対する材料の反応を指します。温度そしてその応用熱。固体が吸収するのでエネルギー熱の形で温度が上昇し、寸法が増加します。ただし、材料が異なれば、熱の適用に対する反応も異なります。

熱容量、熱膨張、 そして熱伝導率多くの場合、固体の実際の使用において重要です。

二相ステンレス鋼の融点

二相ステンレス鋼 - SAF 2205 鋼の融点は約 1450°C です。

一般に、融解とは、物質が固体相から液体相に相変化することです。の融点物質の温度は、この相変化が起こる温度です。融点は、固体と液体が平衡状態で存在できる条件も定義します。

二相ステンレス鋼の熱伝導率

二相ステンレス鋼 – SAF 2205 の熱伝導率は 19 W/(m. K) です。

固体材料の熱伝達特性は、と呼ばれる特性によって測定されます。熱伝導率、k (または λ)、W/mK で測定 物質を介して熱を伝達する物質の能力を測定します。伝導。ご了承くださいフーリエの法則状態（固体、液体、気体）に関係なく、すべての物質に当てはまります。したがって、液体と気体についても定義されています。

の熱伝導率ほとんどの液体と固体の温度は温度によって変化し、蒸気の場合は圧力にも依存します。一般的に：

ほとんどの材料はほぼ均一であるため、通常は k = k (T) と書くことができます。同様の定義が y 方向と z 方向の熱伝導率 (ky、kz) に関連付けられますが、等方性材料の場合、熱伝導率は移動方向、kx = ky = kz = k には依存しません。