ステンレスの導電率、透磁率、熱膨張率などの物理的性質について

熱伝導率

熱伝導の担い手である金属結晶中の自由電子の動きをクロムやニッケルが邪魔しているため、ステンレスは鉄よりも熱伝導が劣ります。 高温ほど熱伝導率が大きくなる傾向があります。

熱膨張

温度Tにおける長さLの物体が温度T+dTに変化すると長さがL+dLになるという現象を熱膨張と言い線膨張係数をαとする次式で表わされます。
→α=(1/L)(dL/dT)
SUS304はSUS430に比べると大きな熱膨張係数を有しております。

電気抵抗

電気の通し難さを比電気抵抗と言い、次式で表わされます。
→電気抵抗=比抵抗×(導体の長さ/断面積)
金属の中でもステンレスは比較的電気を通し難い材料です。

表1 ステンレスの物理的性質

鋼種記号 ヤング率
KN/mm2
密度
(g/cm3)
比熱
J/g・℃
熱伝導率
W/m・℃
比電気抵抗
Ωm(10-8)
平均熱膨張係数
(10-6/℃)
室温 室温 0-100℃ 100℃ 500℃ 室温 650℃ 0-100℃ 0-316℃ 0-538℃ 0-649℃ 0-816℃
SUS301 193 7.93 0.50 16.3 - 72 116 16.9 17.1 18.2 18.7 -
SUS304
SUS304L
193 7.93 0.50 16.3 21.5 72 116 17.3 17.8 18.4 18.7 -
SUS309S
SUS310S
200 7.98 0.50 13.8
16.3
-
-
78
79
- 14.9
14.4
16.7
16.4
17.3
16.9
18.0
17.5
-
-
SUS316
SUS316L
193 7.98 0.50 16.3 21.5 74 116 16.0 16.2 17.5 18.5 20.0
SUS317 193 7.98 0.50 16.3 21.5 74 - 16.0 16.2 17.5 18.5 20.0
SUS321 193 7.93 0.50 16.3 - 71 - 16.7 17.1 18.5 19.3 20.2
SUS347 193 7.98 0.50 16.3 - 72 - 16.7 17.1 18.5 19.1 20.0
SUS403 200 7.75 0.46 24.9 25.7 57 109 9.9 10.1 11.5 11.7 -
SUS405 200 7.75 0.46 27.2 - 61 - 10.8 11.5 12.1 - 13.5
SUS410 200 7.75 0.46 24.9 25.7 57 109 9.9 10.1 11.5 11.7 -
SUS430 200 7.70 0.46 26.4 26.4 60 115 10.4 11.0 11.3 11.9 12.4
SUS430LX 196 7.70 0.46 26.4 - 60 - 10.5 - 12.0 - -
SUS430J1L 200 7.70 0.46 26.2 26.2 60 - 10.4 - 11.5 - -
SUS434 200 7.70 0.46 26.2 26.4 60 - - - - 11.9 -
SUS436L 200 7.70 0.46 25.0 - 60 - 10.4 - 11.4 - -
SUS443J1 204 7.74 0.44 22.5 - 58 - 10.5 - - - -
SUS444 206 7.75 0.46 25.9 - 60 - 10.4 - - 11.5 -
SUS409 200 7.75 0.46 23.8 - 57 - - - - 11.7 -
SUS409L 200 7.75 0.50 24.0 28.5 59 - 10.8 11.3 12.0 12.6 -

参考資料:ステンレス鋼データブック「家電編」 他。(一部データは換算値)

透磁率

マルテンサイト系,フェライト系鋼種は強磁性材料です。 非磁性のオーステナイト系鋼種とは磁気的性質が異なります。
加工が加わっていない状態でのオーステナイト系ステンレスと超合金の透磁率を表2に示します。
SUS301,304は加工によって、磁性を持つようになります。
SUS305,316は加工に対しても非磁性の安定性があります。

ステンレスの磁性 着磁性と耐食性について

①磁性と耐食性は直接的には関係はありません。
磁性がある鋼種でも非磁性な鋼種より耐食性の良いものはあります。
例・SUS445J1、SUS445J2、SUS444、SUS447J1は、SUS304よりも耐食性が高い。
・SUS329J4LはSUS316よりも耐食性が高い。
②着磁性について
SUS304で加工部に着磁性が発生する(磁性が発生する)。
・磁性と耐食性は直接の関係はありません。
・着磁性が発生しても、“磁石”になるわけではないので、鉄粉を引きつけて集めて錆びるということはありません。

表2 オーステナイト系ステンレス鋼・超合金の透磁率

組織 種類の記号 透磁率
10-7.H/m
常温冷間加工率0
μ(磁場=200e)
常温冷間加工率0
オーステナイト系 SUS301 12.8 1.003
  SUS301L - -
  SUS302B 12.8 1.003
  SUS303 12.8 -
  SUS303Se - -
  SUS304 12.8 1.004
  SUS304L - 1.004
  SUS304J1 - -
  SUS304J2 - -
  SUS305 12.8 -
  SUS309S 12.6 -
  SUS310S 12.6 1.002
  SUS316 12.6 1.004
  SUS316L - 1.004
  SUS321 12.8 1.003
超合金 SUS347 12.8 1.004
  SUSXM15J1 12.8 -
  NCF800 12.6 -
  NCF600 12.6 -

参考資料:ステンレス鋼データブック「家電編」

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