炭素鋼とステンレス鋼の違い

炭素鋼

機械的特性が主に鋼の炭素含有量に依存し、一般的に重要な合金元素が添加されない鋼。普通炭素鋼または炭素鋼とも呼ばれる。

炭素鋼とは、炭素含有量が2%未満の鉄-炭素合金を指す。

炭素鋼は一般的に、炭素の他に少量のケイ素、マンガン、硫黄、リンを含んでいる。

炭素鋼は用途に応じて、炭素構造鋼、炭素工具鋼、快削構造鋼の3種類に分類でき、炭素構造鋼は建築用構造鋼と機械建築用構造鋼の2種類に分類されます。

製錬方法によって、平炉鋼、転炉鋼、電気炉鋼に分類できる。

脱酸方法によって、沸騰鋼（F）、静置鋼（Z）、半静置鋼（b）、特殊静置鋼（TZ）に分類できる。

炭素鋼は、炭素含有量に応じて、低炭素鋼（WC ≤ 0.25%）、中炭素鋼（WC 0.25%～0.6%）、高炭素鋼（WC > 0.6%）に分類できる。

リン含有量に基づいて、炭素鋼の硫黄含有量は、普通炭素鋼（リン含有量が高く、硫黄含有量が高い）、高品質炭素鋼（リン含有量が高く、硫黄含有量が低い）、高品質鋼（リン含有量が高く、硫黄含有量が低い）、および特殊高品質鋼に分類できます。

一般的に炭素鋼では、炭素含有量が高いほど硬度と強度が増すが、塑性は低下する。

ステンレス鋼

ステンレス鋼は、主にステンレス鋼と耐酸鋼の2つの部分から構成されています。簡単に言うと、大気腐食に耐えられる鋼をステンレス鋼、化学媒体による腐食に耐えられる鋼を耐酸鋼と呼びます。ステンレス鋼は、鉄を60%以上含有し、クロム、ニッケル、モリブデンなどの合金元素を添加した高合金鋼です。

鋼材に12%以上のクロムが含まれている場合、空気中や希硝酸中で鋼材が腐食したり錆びたりしにくくなります。これは、クロムが鋼材の表面に非常に緻密な酸化クロム皮膜を形成し、鋼材を腐食から効果的に保護するためです。ステンレス鋼のクロム含有量は一般的に14%以上ですが、ステンレス鋼は完全に錆びないわけではありません。沿岸地域や大気汚染が深刻な地域では、空気中の塩化物イオン濃度が高い場合、大気にさらされたステンレス鋼の表面に錆びが発生することがありますが、これらの錆びは表面に限られ、ステンレス鋼の内部マトリックスを侵食することはありません。

一般的に、鋼中のクロムWcrの量が12%を超える鋼はステンレス鋼の特性を持ち、熱処理後の微細構造に基づいて、ステンレス鋼はフェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト-フェライト系ステンレス鋼、析出炭化ステンレス鋼の5つのカテゴリーに分類できます。

ステンレス鋼は通常、マトリックス構造によって分類されます。

1. フェライト系ステンレス鋼。クロム含有量が12%～30%。クロム含有量の増加に伴い、耐食性、靭性、溶接性が向上し、塩化物応力腐食耐性も他の種類のステンレス鋼よりも優れている。

2. オーステナイト系ステンレス鋼。クロムを18%以上含有し、ニッケルを約8%、モリブデン、チタン、窒素などの元素を少量含有する。総合的な性能に優れ、様々な媒体の腐食に耐性がある。

3．オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼。オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の両方の性質を持ち、超塑性という利点があります。

4．マルテンサイト系ステンレス鋼。高強度だが、塑性および溶接性に劣る。