SUS304とSUS316の違いとは？成分や特性を比較しながら解説

SUS304とSUS316は、どちらも耐食性や加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼です。主な違いは化学成分で、SUS316にはモリブデンが添加されているため、塩化物を含む環境での耐孔食性に優れています。

一方、一般的な使用環境では、価格や入手性の面からSUS304が適する場合もあります。

そこで本記事では、両者の成分、特性、加工性、用途を比較し、精密部品の材質選定で確認したいポイントを解説します。

SUS304とSUS316の成分の違い

SUS304とSUS316の成分の主な違いは、SUS316にモリブデン（Mo）が2.00～3.00％添加されている点と、ニッケル（Ni）の規定含有量が多くクロム（Cr）がやや少ない点です。

以下がそれぞれの主な化学成分です。

ここでは、SUS304とSUS316の成分の違いについて詳しく解説します。

1. クロム含有量の違い
2. ニッケル含有量の違い

クロム含有量の違い

クロムは表面に不動態皮膜を形成して、腐食を抑える働きがあります。クロム含有量は、SUS304が18.00〜20.00％、SUS316が16.00〜18.00％で、SUS304の方が高いです。ただし、耐食性はクロムの含有量だけで決まるわけではありません。

SUS316はモリブデンが添加されており、塩化物による局部腐食への抵抗力を高めています。そのため、クロム含有量だけを比較して材質や性能は判断できません。

ニッケル含有量の違い

ニッケル含有量は、SUS304が8.00〜10.50％、SUS316が10.00〜14.00％で、SUS316の方が高いです。ニッケルはオーステナイト組織の安定化にかかわり、延性や成形性を確保する役割を持ちます。

どちらも基本的に非磁性ですが、冷間加工で磁性を帯びる場合があります。ニッケルやモリブデンは比較的高価な合金元素のため、SUS316はSUS304より材料の価格が高い傾向があります。

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SUS304とSUS316の特性の違い

SUS304とSUS316の特性で最も大きく異なるのは、塩化物を含む環境での耐食性です。

SUS316は特に孔食への抵抗力が高い一方、強度や硬度には大きな差がありません。また、どちらも一般的な焼入れでは硬化しない鋼種ですが、冷間加工などで磁性を帯びる場合があります。

それぞれの代表的な特性の比較は以下です。

このようにそれぞれの特性が異なりますので、ここからは、SUS304とSUS316の特性の違いについて解説します。

1. 耐食性はSUS316の方が高い
2. 耐孔食性はSUS316の方が優れている
3. 強度や硬度には大きな差がない

耐食性はSUS316の方が高い

SUS316はモリブデンを含むため、塩化物を含む環境や一部の薬液に対して、SUS304より優れた耐食性を示します。
ただし、腐食の程度は、薬液の種類や濃度、温度、接触時間などによって変わります。

一般的な屋内設備ではSUS304で十分な場合もあるため、過剰な材質指定を避けて、実際の使用条件を確認することが大切です。

耐孔食性はSUS316の方が優れている

孔食とは、ステンレス表面の一部分に小さな穴が生じ、局所的に腐食が進む現象です。塩化物イオンは不動態皮膜を損傷させ、孔食の要因となります。

SUS316はモリブデンの効果によりSUS304よりも孔食に対する抵抗力が高い傾向があります。しかし、SUS316でも高温・高濃度の塩化物環境では腐食が生じます。

腐食予防として、配管の接合部や精密部品の嵌合部では、液体が滞留しにくいように構造に配慮することも有効です。

強度や硬度には大きな差がない

SUS304とSUS316は、固溶化熱処理状態で強度や硬度に大きな差がありません。両鋼種は冷間加工で加工硬化するため、切削や曲げの前後で硬さが変わります。

また、実際の値は素材の供給状態や加工履歴によって変化することにも注意が必要です。摺動部品では相手材や面圧、表面粗さも含めた評価が必要です。

以下は、両鋼種の主な機械的性質を比較した表です。

SUS304とSUS316の加工性の違い

SUS304とSUS316は、どちらも切削、曲げ、溶接、研削などの加工が可能で、加工性に大きな違いはありません。

ただし、SUS304は冷間加工でマルテンサイト変態が生じやすく、磁性を帯びやすい点が異なります。

ここでは、SUS304とSUS316の加工性の違いについて解説します。

1. 切削加工の違い
2. 曲げやプレス加工の違い
3. 溶接加工の違い
4. 研削加工や仕上げ加工の違い

切削加工の違い

SUS304とSUS316は加工硬化しやすく、切削時の工具摩耗や切りくず処理に注意が必要です。工具先端部に材料が付着する構成刃先が生じると、寸法精度や加工面にも影響します。

SUS304は加工条件によりマルテンサイト変態が生じやすい一方、SUS316はオーステナイト組織が比較的安定しています。特に小径シャフトでは、切削抵抗によるたわみやバリ対策として、量産を見据えた試作が有効です。

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曲げやプレス加工の違い

SUS304とSUS316は、延性が高く、曲げ加工やプレス加工に対応しやすい材料です。ただし、冷間加工によって硬さが増すため、曲げ半径が小さい形状や複数回の成形では割れや反り、加工後のスプリングバックに注意します。

また、SUS304は冷間加工によって磁性を帯びやすい一方、SUS316は比較的磁性が現れにくい傾向です。 板厚や素材、金型形状に応じた条件調整を行い、曲げた後に追加工を行う部品では、成形による寸法変化も工程設計に反映します。

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溶接加工の違い

SUS304とSUS316の溶接性の違いは少なく、どちらも良好です。ただし、溶接時の熱によってクロム炭化物が析出すると、その周辺のクロム濃度が低下し、粒界腐食が起こりやすくなります。耐粒界腐食性が求められる場合は、炭素量を抑えたSUS304LやSUS316Lを検討します。

どちらも炭素含有量は0.03％以下で、SUS304やSUS316の0.08％以下より規格上限が低いため、溶接に伴う腐食のリスク低減に有効です。

研削加工や仕上げ加工の違い

SUS304とSUS316の研削加工では、どちらの場合も材料の粘りに伴う砥石の目詰まりや、研削熱による加工面への影響を抑える必要があります。小径シャフトや摺動部品では、外径寸法に加え、真円度や円筒度、表面粗さの管理が重要です。

高精度な精密部品加工が必要になる場合は、材料特性や部品形状に合わせ、砥石条件、ワークの保持方法、仕上げ代などを検討し、要求精度の確保が重要です。

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SUS304とSUS316の用途の違い

SUS304は一般的な機械部品や設備に広く使われます。一方、SUS316は塩化物や一部の薬液による腐食が懸念される用途に向いています。

どちらも配管やバルブなどに用いられますが、要求される耐食性は使用環境によって異なります。精密部品では、腐食が機能や寿命に及ぼす影響まで確認したうえで使い分けます。

この章では、SUS304とSUS316の用途の違いについて解説していきます。

1. SUS304が使われる代表的な用途
2. SUS316が使われる代表的な用途

SUS304が使われる代表的な用途

SUS304は、強い腐食が想定されず、精度とコストを両立したい場合に向いており、食品加工設備、厨房機器、産業機械、建築部材などに広く使用される鋼種です。以下のような用途で材料の候補になります。

SUS316が使われる代表的な用途

SUS316は、化学プラントの配管、バルブ、ポンプ部品、沿岸部の設備など、耐食性が重視される用途で採用されています。薬液や洗浄液に接触する装置部品、医療機器関連の金属部品なども代表例です。

精密シャフトや小径部品では、腐食による表面劣化が摺動性能や寸法精度に影響する場合があります。ただし、海水に常時接する環境などではSUS316でも腐食するため、使用条件に応じてより高耐食の材質を検討することも必要です。

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SUS304とSUS316はどちらを選ぶべきか

SUS304とSUS316の選定では、腐食要因を洗い出し、必要な耐食性を満たすか確認します。次に材料費、調達性、加工精度、生産工程、公差やロット数などを含め総合的な比較が重要です。

ここからは、SUS304とSUS316はどちらを選ぶべきかについて解説します。

1. 一般的な使用環境ならSUS304を検討する
2. 塩化物環境ではSUS316を検討する

一般的な使用環境ならSUS304を検討する

一般的な屋内環境など、塩化物や薬液への接触が少ない用途では比較的調達しやすいSUS304を検討します。SUS316は材料価格がやや高い傾向があるため、SUS304で必要な耐食性を満たす場合は、SUS316よりも材料コストを抑えられます。

材料選定の際は、加工工数や歩留まりの影響など、単価だけでなく製品としてのコストの比較が重要です。

塩化物環境ではSUS316を検討する

潮風が当たる設備や、塩分を含む水、洗浄液に接触する部品ではSUS316を検討します。SUS304より耐孔食性に優れ、腐食による機能低下を抑えられます。ただし、必要な性能は塩化物濃度、液温、洗浄頻度、部品のすき間形状によって異なります。

SUS316への変更だけで長寿命を保証できるわけではありません。図面の精度要件と実際の使用条件を整理し、必要なら試作や評価を行って材質を決めることが重要です。

SUS304とSUS316に関するよくある質問

SUS304とSUS316は外観が似ており、材質の取り違えに注意が必要です。また、両鋼種を組み合わせる場合は、使用環境や接合方法によって注意点が変わります。設計や調達で多い2つの疑問に答えます。

Q1. SUS304とSUS316は見た目で判別できますか？
Q2. SUS304とSUS316を一緒に使用しても問題ありませんか？

Q1. SUS304とSUS316は見た目で判別できますか？

SUS304とSUS316は、外観や磁石への反応だけで正確に判別することは困難です。表面の光沢も仕上げによって変わります。

材質を確認する際は、材料証明書（ミルシート）や製品表示を照合します。必要に応じて、モリブデンの有無を確認できる成分分析を実施する方法もあります。

Q2. SUS304とSUS316を一緒に使用しても問題ありませんか？

SUS304とSUS316を組み合わせて使用することは可能ですが、使用環境への適合性を確認する必要があります。

隣接するSUS304が、SUS316と同じ耐食性を持つわけではありません。特に塩分を含む液体が滞留する接合部では、すき間の腐食リスクや接合方法、清掃・保守条件も考慮して設計します。

SUS304とSUS316の違いのまとめ

SUS304とSUS316の主な違いは、モリブデン含有の有無と、それに伴う耐孔食性や材料価格です。一般環境ではSUS304、塩化物環境ではSUS316を候補に、加工条件やコストも比較します。

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