SS430は、JIS規格によりフェライト系に分類されているステンレス鋼です。常磁性や耐食性が高いことが特徴で幅広い製品に使用されています。これからSS430材を加工して製品を製作する方向けに、基本的な特徴から、溶接・熱処理などの加工性、価格などをご紹介しておりますので、お役立てください。
- この豆知識の目次
- SUS430とは
- SUS430の機械的性質
- 引張強度
- 硬度
- 弾性
- 熱膨張係数
- 靭性（じん性）・脆性（ぜい性）
- SUS430の化学的性質
- 磁性
- 比重・重さ
- 耐食性・錆びにくさ
- 熱伝導率
- 耐熱性
- 耐酸性
- SUS430の加工性
- 切削・曲げ加工
- 溶接
- 熱処理加工
- 表面処理加工
- SUS430の用途
- SUS430の価格
- SS400のまとめ
- 金属加工のご依頼について
SUS430とは
ステンレスにはJIS鋼材規格で60以上の種類が定められており、「フェライト系」「マルテンサイト系」「オーステナイト系」「オーステナイト・フェライト系」に大別されます。クロム（Cr）の含有率が多く、400番台で表されるのは、フェライト系ステンレスに分類され、SUS430はフェライト系ステンレスの代表的な素材です。
SUS430の化学成分は、クロム（Cr）を16～18%含み、ニッケル（Ni）を含まないのが特徴です。そのほか、鉄鋼材の基本となる炭素（C）、ケイ素（Si）、マンガン（Mn）、リン（P）、硫黄（S）の上限値が定められています。
C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni |
|---|---|---|---|---|---|---|
≦0.12 | ≦0.75 | ≦1.00 | ≦0.040 | ≦0.030 | 16.00～18.00 | – |
<表1 SUS430の成分規格>
SUS430の読み方は、「サスよんさんまる」と呼び、現場では「よんさんまる」と略して呼ばれることもあります。クロムの含有率から「18クロムステンレス」と呼ばれることもあります。
SUS430の機械的性質
SUS430の特徴である高い強度以外にも、硬度、弾性、脆さなどの機械的性質は、加工時や製品として使用する上でとても重要です。SUS430材の機械的性質について解説します。
引張強度
SUS430の引張強度は、420N/mm2であり、低炭素鋼であることと、ニッケルが含まれていないことから、他のオーステナイト系ステンレス、SUS304などと比較すると強度は劣ります。しかし、鉄鋼自体が強度の高い素材であるため、厨房用品や建築内装としての使用などに十分耐えうる強さがあります。
金属の種類 | 金属の記号 | 引張強さ[Mpa][N/mm2] |
|---|---|---|
純鉄 | – | 196 |
一般構造用圧延鋼材(SS) | SS330 | 330～400 |
SS400 | 400～510 | |
SS490 | 490～610 | |
機械構造用炭素鋼材(SXXC) | S10C | ≧310 |
S30C | ≧540 | |
S60C | ≧740 | |
クロムモリブデン鋼(SCM) | SCM415 | ≧830 |
SCM430 | ≧830 | |
SCM822 | ≧1030 | |
ステンレス（オーステナイト系） | SUS304 | ≧520 |
ステンレス（オーステナイト・フェライト系） | SUS329J1 | ≧590 |
ステンレス（フェライト系） | SUS430 | ≧420 |
ステンレス（マルテンサイト系） | SUS403 | ≧440 |
純アルミニウム | A1085 | 55 |
5000系 -Al-Mg系合金-（汎用アルミ） | A5052 | 260 |
2000系 -Al-Cu-Mg系合金-(ジュラルミン) | A2017 | 355 |
2000系 -Al-Cu-Mg系合金- | A2024(超ジュラルミン) | 430 |
7000系-Al-Zn-Mg系合金-(超々ジュラルミン) | A7075 | 573 |
<表2 鉄鋼材の引張強度>
硬度
SUS430の硬度は、ブリネル硬さで183以下とされており、他のステンレス系と比較すると、大きな差はありませんがやや柔らかいのが特徴です。
SUS430のようなフェライト系のステンレスは、常温でも高温でもフェライト相の構造が安定しているため、焼入れで急冷しても硬くなりません。
金属の種類 | 金属の記号 | 硬度(ブリネル硬さ：HBW換算) |
|---|---|---|
純鉄 | – | 105 |
一般構造用圧延鋼材（SS材） | SS400 | 約120～140 |
機械構造用炭素鋼材(SXXC) | S10C | 109～156 |
S20C | 114～153 | |
S30C（焼きなまし） | 126～156 | |
S30C（焼入れ焼き戻し） | 152～212 | |
S40C（焼きなまし） | 131～163 | |
S40C（焼入れ焼き戻し） | 179～255 | |
クロムモリブデン鋼(SCM) | SCM415 | 235～321 |
SCM420 | 262～352 | |
SCM430 | ≧241～302 | |
ステンレス（オーステナイト系） | SUS301 | ≦207 |
SUS304 | ≦187 | |
ステンレス（オーステナイト・フェライト系） | SUS329J1 | ≦277 |
ステンレス（フェライト系） | SUS430 | ≦183 |
ステンレス（マルテンサイト系） | SUS403 | ≦201 |
純アルミニウム | A1085 | 20 |
5000系 -Al-Mg系合金- | A5052（汎用アルミ/加工硬化 H38） | 77 |
2000系 -Al-Cu-Mg系合金- | A2017(ジュラルミン/焼きなまし O） | 45 |
2000系 -Al-Cu-Mg系合金- | A2024（超ジュラルミン/自然時効 T4） | 120 | 7000系-Al-Zn-Mg系合金- | A7075(超々ジュラルミン/人口時効硬化 T6） | 150 |
<表3 鉄鋼材硬度>
弾性
弾性の指標は、ヤング率（ヤング係数）にて表されます。SUS430のヤング率は、200E/GPa（=2.06×105N/mm2）でアルミや銅と比較して高い弾性があります。鉄鋼材のヤング率は、炭素鋼であっても、ステンレスであっても種類によってほとんど変わらないので、外部から力を加えたときの変形のしにくさは、強度などとは異なり各元素の含有量には左右されないといえます。
金属の種類 | ヤング率（E/GPa） | ずれ弾性率（G/GPa） |
|---|---|---|
純鉄 | 205 | 81 |
SS400（一般構造用圧延鋼材） | 206 | 79 |
S45C（機械構造用圧延鋼材・焼入れ焼き戻し） | 205 | 82 |
SNCM439（ニッケルクロムモリブデン鋼・焼入れ焼き戻し） | 204 | – |
SKD6（合金工具鋼・SKD6） | 206 | 82 |
SUS410（マルテンサイト系ステンレス・焼入れ焼き戻し） | 200 | – |
SUS430（フェライト系ステンレス・焼き鈍し） | 200 | – |
SUS304（オーステナイト系ステンレス・固溶化処理） | 197 | 74 |
銅 | 129.8 | 48.3 |
A2017（ジュラルミン） | 69 | – |
A2024P（超ジュラルミン） | 74 | 29 |
A7075P（超々ジュラルミン） | 72 | 28 |
<表4 金属素材のヤング率>
熱膨張係数
SUS430の熱膨張係数は、0～100℃までで10.4×10-6/℃であり、オーステナイト系に比べて熱膨張係数が小さく、熱を与えたときの体積の変化が小さいといえます。そのため、加熱冷却時の寸法の変化や表面スケールの剥離も少なく抑えることができます。
ステンレスの種類 | 金属の記号 | 熱膨張係数[10-6/℃] |
|---|---|---|
オーステナイト系 | SUS304 | 17.3 |
マルテンサイト系 | SUS410 | 9.9 |
フェライト系 | SUS430 | 10.4 |
オーステナイト・フェライト系 | SUS329J1 | 12.9 |
<表5 ステンレスの熱膨張係数 ※0～100℃>
靭性（じん性）・脆性（ぜい性）
SUS430は高温条件下で「脆化現象」を起こすという特徴があり、300～550℃程度に加熱した時に、硬度が上昇する代わりに延性や靭性が低下し、475℃付近で急速に脆化します。さらに600～800℃の温度域ではσ相脆化と呼ばれる脆化が起きます。このため、高温下の構造体などには使用されていません。
また、ステンレス全般的に水素によって脆化するとされており、特にSUS430のようなフェライト系ではこの現象が起こりやすいといわれています。
SS430の化学的性質
SS440は、強い磁性を持ち耐食性が高いことが特徴のステンレス鋼です。その他の観点も合わせて、化学的性質をご紹介します。
磁性
SUS430は、常に強い磁性を持っており磁石にくっつきます。一般的に他のオーステナイトステンレスなどは、磁性がありません。厳しい曲げや絞りなどの冷間加工を加えることで、マルテンサイトという金属組織に変形すると、磁性を持つことがありますが、フェライト系ステンレスのように、常に持っているわけではありません。
比重・重さ
SS400の比重は、7.70ですので、1cm3辺りの重さが7.70gとなります。ステンレス鋼は、鉄鋼の1種でありほとんどの部分は鉄元素であるため、他のステンレス材や鉄鋼材とほとんど比重は変わりません。
金属の種類 | 金属の記号 | 比重 |
|---|---|---|
純鉄 | – | 7.87 |
一般構造用圧延鋼材(SS) | SS400 | 7.85 |
機械構造用炭素鋼材(SXXC) | S10C | 7.86 |
クロムモリブデン鋼 | SCM415 | 7.85 |
ステンレス（オーステナイト系） | SUS301 | 7.93 |
SUS304 | 7.93 | ステンレス（フェライト系） | SUS430 | 7.7 |
ステンレス（マルテンサイト系） | SUS403 | 7.75 |
純アルミニウム | A1085 | 2.70 |
5000系 -Al-Mg系合金-（汎用アルミ） | A5052 | 2.68 |
2000系 -Al-Cu-Mg系合金-(ジュラルミン) | A2017 | 2.79 |
2000系 -Al-Cu-Mg系合金- | A2024(超ジュラルミン) | 2.78 |
7000系-Al-Zn-Mg系合金-(超々ジュラルミン) | A7075 | 2.80 |
<表6 金属素材の比重>
耐食性・錆びにくさ
SUS430に16%以上含まれているクロム（Cr）の効果で、表面に不働態皮膜が形成されて酸化が進行しにくく、耐食性が高いステンレスです。水が多い場所でも錆びにくいため、水回りのキッチンや洗面といった身の回りにもSUS430でできている製品が沢山あります。
その一方で、クロム（Cr）よりも強い保護力があるニッケル（Ni）を添加したオーステナイト系ステンレスの方がやや耐食性に優れており、屋外や衛生上高い耐食性が必要な場合には、SUS304が使用されます。
熱伝導率
SUS430の熱伝導率は、26W/m･Kで、ステンレスではない鉄鋼材やアルミ、銅などと比較して熱を通しにくい素材です。ステンレスが熱を通しにくい理由は、熱の担い手である自由電子の動きをクロムやニッケルが邪魔してしまうからで、元の素材である鉄よりも熱伝導が劣ります。
その特性を生かして、保温性が必要なキッチン用品などに重宝されています。
金属の種類 | 熱伝導率[W/mk] |
|---|---|
銀 | 425 |
銅 | 397 |
金 | 316 |
アルミニウム | 238 |
鉄 | 78 |
SS400 | 51.6 |
ステンレス（SUS403） | 16 |
ステンレス（SUS405） | 27 |
ステンレス（SUS430） | 26 |
<表7 金属素材の熱伝導率>
耐熱性
ステンレスの耐熱温度は、一般的に700～800℃とされており、500℃前後までは強度などの機械的性質が劣らないと保障されています。
SUS430はニッケルを含まないので、金属の表面を保護する膜が形成されず他のステンレス材と比較すると、耐熱性はやや劣ります。常温以下の温度で脆くなる低温脆性や、400～500℃に加熱すると脆化する475℃脆性がありますので、低温・高温下ではあまり使用されていません。
耐酸性
SUS430は、高温における耐酸化性に優れています。ニッケルを含まない鋼種のため、硫黄（Ｓ）を含むガスに対して耐高温腐食性が優れています。さらにMo、Ti、Nb, Al, Siなどを添加することで耐食性を改善したものもあります。
SUS430の加工性
SUS430は冷間加工性が良く、溶接も可能であるため、あらゆる製品に使用されています。SUS430の代表的な加工についてご紹介します。
切削・曲げ加工
SUS430はステンレスの中では軟らかく、熱による硬化が少ないため切削や研磨などの削る加工や、曲げを加えるプレス加工に適しています。
削りにくくするために硫黄などを含ませたSUS303には切削性は劣りますが、安価で手に入れて成形させたい場合には、SUS430がおすすめです。
溶接
SUS430は、溶接性も悪くないため、家庭用品や建築内装材など幅広い製品として使われています。しかし、SUS430は、溶接熱による脆化と結晶粒粗大化が起きるため対策をしながら溶接を行う必要があります。
前述した通り、350℃～550℃の温度域では475℃脆化、600℃～800℃の温度域ではσ相脆化が起きますが、溶接で発生した熱を逃がして冷却速度を上げるなどの工夫を施すことで、防止することができます。また、フェライト系ステンレスは溶接により融点付近まで加熱すると、溶接部の組織が大きくなり延性や靭性が低下するため、高温に維持する時間を短くするなどの工夫をする必要があります。
熱処理加工
フェライト系ステンレス鋼であるSUS430は、一般的には焼なまし状態で使用されます。耐食性や成形加工性、靭性を改善する目的で、焼きなましが施されますが、高温から焼入れしても炭素量が少ないため硬度はほとんど変化しません。
SUS430は、800℃前後で焼なましを行いますが、高温に加熱したり、冷間加工後の焼なまし条件が不適切であった場合には、結晶粒の粗大化を生じる可能性があるため注意が必要です。
表面処理加工
SUS430は、メッキや塗装を行わなくてもサビには強いですが、屋外での使用では腐食してしまう可能性があるため、表面処理を施すことがあります。
また表面の仕上げ方によって、さらに細かい規格に区別されています。
ステンレスの種類 | 特徴 |
|---|---|
SUS430-No.1 | 熱間圧延後、熱処理、酸洗などの処理が施されていて、銀白色で表面光沢のない仕上がりでザラザラしています。 |
SUS430-2b | 2d仕上げの後、光沢を得るためにスキンパスを施したもので、表面が滑らかであり、やや光沢があります。シャーリング加工以外での切断ではすりキズが入ることがあります。 |
SUS430-2d | 冷間圧延後に焼鈍酸洗したもので、材質は柔らかく、表面は銀白色の光沢で、一般用途、深絞り加工に使用されます。 |
SUS430-HL | 「ヘアライン」ともよばれ、一方向に研磨目を付けます。建材では最も一般的な仕上げです。 |
SUS430-2d | 冷間圧延後に焼鈍酸洗したもので、材質は柔らかく、表面は銀白色の光沢で、一般用途、深絞り加工に使用されます。 |
SUS430-BA | 光輝熱処理品で、2b、HLよりも安価ですが、表面が少しぼやけている場合があります。 |
<表8 SUS430の表面仕上げ>
SUS430の用途
安価で磁性や優れた耐食性を持つSUS430は、その特徴を生かして厨房用品、建築内装、自動車部品、ガス・電気器具部品など幅広い製品に使用されています。耐食性に優れるため、その中でも特に水回りで使用する台所用品や冷蔵庫、洗濯機などに用いられることが多いです。
オーステナイト系の弱点とも言える応力割れが起こりにくいため、800℃までの高温となる温水機器や化学プラントにも使用されています。
SUS430の価格
SUS430は、高価なニッケルを含まないため、ステンレス材の中で価格が安く、手に入りやすい素材です。一般的に炭素鋼よりもステンレスの方が高価になりますが、錆を防ぐためのメッキや塗装を施さなくても使用できるため、SUS430を選ぶことで総合的に考えると、コストダウンにも繋がるケースが多くあります。
SUS430のまとめ
SS430はクロム16～18%を含むステンレス鋼で、高価なニッケルを含んでいないため、安く手に入るステンレス鋼です。クロムが生み出す不働態皮膜により、耐食性に優れ水回りの日用品や厨房機器、電化製品など幅広く使用されています。また常時磁力を持っているのが特徴です。
ステンレス鋼の中では柔らかく、冷間加工性にすぐれ切削や曲げ加工もしやすい素材です。高温下では、「475℃脆化」などの影響により、延性と靭性が低下するという難点もありますが、熱を逃がすなどの工夫を加えることで溶接も可能になります。
金属加工のご依頼について
メタルGOでは、ステンレス材のほか、鉄・アルミなども1点からオーダーメイド品の注文を承っております。切削・曲げ・溶接などの成形からメッキ・塗装に至る表面処理加工まで一貫して承っておりますので、お気軽にお問い合わせフォームからお問い合わせください。
