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耐食・耐熱ねじ部品の材質にはステンレス鋼および耐熱鋼（代表鋼種 SUH 660）があり、他に抜群の耐食性を持つチタンがある。ステンレス鋼はCr12％以上を含む合金鋼で、ねじ部品として80％強を占めるオーステナイト系 と、20％弱を占めるフェライト系・マルテンサイト系に大きく分類される。
２－１ オーステナイト系ステンレス
この鋼種はC0.15％以下、Cr16～20％、Ni8％以上を含み、焼入れによって硬化はしないが、加工硬化性が著しい。また、1000～1150℃に加熱急冷する溶体化処理により、耐食性及び、強靭性が改善される。
鋼種区分はA1（SUS 303）、A2（SUS 304、SUS XM7の他にMoを含有し、耐食性が優れているA4（SUS 316）がある。一般的に冷間圧造ではSUS 304の代わりにSUS 304にCuを3～4％添加したSUS XM7が多く使用される。
強度区分の高強度（70以上）は、部品の冷間加工による加工硬化により得られる。
冷間加工率の小さいねじ部品（六角ボルト、小ねじなど）は一般的に強度区分50が適用されるが、この強度の場合、耐力最小値が210N/mm2（21.4kgf/mm2）と低いので、鋼製ボルト（強度区分4.6/4.8）から材質を変更するとき、少し太めのサイズを選択する必要がある。
- 海 水中で作 業する機械を締結している部品には引張応力で部品が破壊する（応力腐食による破壊）現象がしばしば発生する。対策としては応力除去焼きなましやNi含有量 の高い材料の使用、割れの感受性を低下させる表面加工（表面に圧縮応力を残留させるショットピーニング）等が考えられる。
- 海 水中に長 時間ステンレスねじ部品を浸漬すると、局部腐食又は孔食が発生する。Crステンレス鋼はCr量の多い程、同Cr量ではオーステナイトねじ部品の方が孔食を 起こしにくい。更に、Moは孔食感受性を減少する最も有効な添加元素であり、Moを含有するSUS 316は優れた耐海水性を持っている。
- この系統の材料は600～800℃の高温で粒界にCr炭化物が析出する粒界腐食発生の欠点がある。これを防ぐには炭素量を0.07％以下、できれば0.03％程度に下げるか又は安定炭化物をつくるTiやNbのような合金元素を加える。
２－２ フェライト系ステンレス
この鋼種はC0.12％以下、Cr16～18％を含み、高温から急冷しても硬化しない。強度はオーステナイト系同様、加工硬化によって得られる。（代表鋼種SUS 430）
- この系統のねじ部品は冷間加工による加工硬化によって所定の強度が与えられているが、ねじ加工前の焼鈍は、炭化物の析出によって耐食性が低下しないよう適切な温度で処理しなければならない。
- 耐食性としては、大気、水、蒸気、薄い酸には十分耐えられるが、表面に鉄粉が付着していると錆びるので、最終製造過程で不動態化処理を行うことが必要である。
- この系統のねじ部品は特に衝撃値の低い点に注意を要する。0.1％Cを含むCr鋼の常温における衝撃値の変化をみると、Crが15％を超すと急激に衝撃値が低下する。
２－３ マルテンサイト系ステンレス
この鋼種はC0.1～0.40％、Cr12～18％を含み、焼入れによって硬化・高強度化する。
マルテンサイト系ねじ部の鋼種は、C1（SUS 410/420）とC4(SUS 416)のグループと、Niを含有するC3（SUS 431）に分かれる。
- 耐食性としては、大気、水、蒸気、薄い酸には十分耐えられるが、表面に鉄粉が付着していれば錆びるので、最終製造過程で不動態化処理を行うことが必要である。
- 酸洗いなどを施したものは、水素脆性に注意し、もろさ除去のベーキング処理が必要である。
２－４ 析出硬化型ステンレス
SUS 630に代表される鋼種（参考JIS G 3404-1991）。SUS 630の主な化学成分は17％Cr－4％Ni－4％Cu。耐熱・耐食・高強度（10T相当）の要求される物を用いるが、性質は熱処理により選定できる。ス テンレス協会団体規格「構造用ステンレス鋼高力六角ボルト・ナット・平座金のセット」は1996年版よりSUS 630を使用できるように改正された。
２－５ ステンレスねじのかじり・焼付きについて
ステンレスねじには、かじりや焼付きが起こり易いという欠点がある。
特にオーステナイト系ステンレス鋼は普通鋼に比べて熱膨張係数が高く、熱伝導率が悪い（SUS 304の場合普通鋼に比べて熱を約3倍伝導し難く、熱に対して約1.5倍膨張しやすい）。熱を伝え難く、熱膨張が大きいので、ねじ摺動面での発熱が外部に 逃げず降伏点が低く柔らかい素材が塑性流動を起こし、かじりや焼付きを誘発すると考えられる。焼付防止のためには二硫化モリブデンなどの潤滑材が効果的で ある。なお、締付け途中でねじ同志が焼付いてしまう事を「かじり」と言い、締付回転が高過ぎるか推力の掛け過ぎなどが原因であり、作業条件の変更が必要と なる。
過酷状況下以外のステンレス鋼の腐食が起こりうる条件がいくつか存在する。日常生活環境下で観察される事例で、建築内外装材、金属屋根など大気中、ガス・石油ボイラ、電気温水器、各厨房機器、貯水槽、上下水道配管などの水や温水による腐食事例を以下に示す。
３－１ 大気中での腐食事例
ステンレス鋼は耐食性、強度、また景観性が良いなど建築建設用材料として需要が年々増加し、様々な分野で使用されている。意匠パネル、サッシ、手すり、欄干、屋根、ドア、各種保温カバー、貯水槽、自動車リム材、自動車モール、ワイパーなどに使用されている。
- 鋼種による分類
- 腐食環境による分類
- 腐食形態での分類
オー ステナイト系ステンレス 鋼SUS 304が圧倒的に多いのは、全生産量の70％がオーステナイト系であり、しかも、建材にはオーステナイト系が85％以上使用されているためであると考えら れる。フェライト系が約30％を占めているのは、この鋼種が十分な耐食性を持っていないのに誤って使用された事を示している。
屋 内で多い腐食事例は、洗剤 や調味料が腐食性をもっていることを知らずに使用したり、手入れが悪い為と考えられる。屋外では雨水によって付着物質が洗い流され易いが、軒下などでは雨 水による洗浄効果が少ない為厳しい腐食環境である。尚、特殊環境での腐食は材料の選定誤りから生じる事が多い。
いずれの環境でも、腐食要因はCl－（食塩や海塩粒子）の存在であるが、屋外では“もらいさび”（微細な異種金属がごみ・ほこりとともに付着し、容易に腐食されて生じる赤錆など）による錆の発生例も少なくない。
もらいさびを含めたさび発生が最も多く、海塩粒子などによる孔食が原因になっている。応力腐食割れの事例は特殊な環境において生じている。これは使用条件、あるいは材料選定の誤りの結果とみなされる。
３－２ 水環境における腐食事例
ステンレス鋼は、厨房、浴槽、配管など、水周りを中心とした機器に利用され、生活に密着した材料となっている。以下に水環境における腐食について記述する。
- 用途と鋼種別分類
- 腐食形態
- 使用期間
使用用途別に分類してみると、配管、槽類、熱交換器が全体の約60％くらいを占める。鋼種別に見るとオーステナイト系が圧倒的に多く、なかでもSUS304が占める割合が高い。これは、浴槽、厨房、台所器具に景観性を備えたNi系鋼種が多く使用されているからである。
腐 食形態では、応力腐食割れ が最も多く、孔食、すきま腐食の順に少なくなるが、この3件で全体の90％以上を占める。応力腐食割れを調査すると、孔食やすきま腐食が起因となっている ものが多く、水環境における腐食で最も多いのは孔食と考えられる。用途別にみると、比較的高温状況下に置かれる配管、熱交換器では応力腐食割れが多く見ら れ、室温で使用されることが多い槽類、台所用品には孔食が多く見られる傾向にある。腐食は40℃以上、応力腐食割れ、孔食は特に80～100℃の範囲での 発生率が高い。低温では付着物下などのすきまで腐食が起こる場合が多い。
腐食発生は1～2年間経た時期が最も多く、全体の過半数を占める。
３－３ 割れを伴う事例
割れの事例は５つに分類される。
分類１－機械割れ（プレス加工、曲げ加工、バーリング加工、溶接加工など成形途上または製品製作中に生じる割れ）で、ほとんどが延性破壊である。当然、フェライト系ステンレス鋼においては脆性による破壊も見られる。
分類２－使用中に炭化物、σ相などの析出・凝集粗大化、または結晶粒粗大化に伴う靭性低下による割れ（一種の脆性破壊）
分類３－使用中に生じる高温腐食（酸化、浸炭、窒化、硫化、塩化、高温腐食など）による化学的損傷を伴って生じる脆化による割れ
分類４－繰返し応力負荷による疲れ破壊（腐食疲れ破壊を含む）
分類５－応力腐食割れなどの化学的損傷そのものによる割れ
分類１に入る割れは、最適な金型と潤滑剤の選択、成形加工法の改善、加工製品に相応した素材の選択などによって対策をたてることができる。溶接割れも、溶 接条件の不具合、溶接方法の不適切などが大きな要因になっている。もちろん、高純度フェライト系ステンレス鋼は溶接中にC、N、O、Hなどによって汚染さ れ、延性－脆性遷移温度が高くなり室温で脆化割れを起こす。これらの割れは非金属介在物などの量と形態にも大きな影響を受けるケースが多い。オーステナイ ト系、フェライト系のいずれも、高清浄度鋼が優れた成形性、溶接性を備えている。
分類２の代表例はSUS310のσ相析出による脆化、高Crフェライトステンレス鋼の475℃脆性、あるいはスーパーステンレス鋼のような高Cr高Mo高N含有オーステナイトステンレス鋼のσ相やχ相などの金属化合物の析出による脆化などがあげられる。
チタンは耐食性に優れているが、特に海水中では白金に匹敵するほどの耐食性を発揮する。また、比重は4.51と鉄の7.85に比べて小さく、比強度（重さあたりの強度）に優れている。
通常、ネジ加工（切削・圧造）に使用される純チタンは2種（TB340耐熱性350℃）で最小耐力はボルトで215N/mm2（21kg/mm2）と規定されている。また、航空機等にはチタン合金（6％Al－4％V耐熱性550℃）が切削・熱間鍛造で加工される。
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