金属射出成形用材料 | ステンレス鋼 316/316L
MIM 316/316L ステンレス鋼概要
316/316L ステンレス鋼は、優れた耐食性で注目されるオーステナイト系ステンレス鋼で、金属射出成形（MIM）分野で広く利用されています。本記事では、316/316L ステンレス鋼の主な特長、入手形態、化学成分、機械的・物理的特性、加工性について総合的に解説します。医療機器やコンシューマーエレクトロニクス業界で MIM 部品の調達を行う設計者・購買担当者にとって、これらの知識は不可欠です。
316/316L ステンレス鋼とは？
316/316L ステンレス鋼は、優れた耐食性と良好な機械的特性を兼ね備えた汎用オーステナイト系ステンレス鋼です。ポイントは以下の通りです：
組成：316 はクロム 16～18%、ニッケル 10～14%、モリブデン 2～3% を含む。316L は炭素を 0.03% 以下に低減。
特性：塩素環境下でのピッティングやクレバス腐食に対する耐食性が高く、800℃ までの高温強度とクリープ耐性も優れる。316L は溶接性・成形性も向上。
オーステナイト構造：面心立方構造により高い延性と強度を両立し、ニッケルがオーステナイト相を安定化。
用途：海洋、医薬、化学、食品加工、発電所など耐食性が求められる分野で多用。溶接構造には特に 316L が有利。
加工性：成形、機械加工、溶接が容易。溶接後の耐食性・機械特性回復には後工程でアニールが必要な場合あり。
派生品：モリブデン添加により 304 より耐食性が向上。316Ti／316N はチタンや窒素添加で粒界腐食耐性と強度を強化。
このように、316/316L は耐食性、強度、加工性、コストのバランスに優れ、過酷環境下の重要部品に適した材料です。
316/316L の主要特長
316/316L はモリブデン添加オーステナイト系で、特に塩素化合物環境で 304 より優れた耐食性を発揮します。海水や強酸化学薬品に曝される用途に最適です。
また、炭素を抑えた 316L は溶接時の炭化物析出を抑制し、耐食性と機械的特性を維持しやすく、溶接構造部品に好適です。
入手形態
316/316L は、丸棒、平棒、板材、薄板、線材、六角棒、チューブなど多様な形態で供給されます。これにより、熱交換器、圧力容器、調理機器、炉部品など幅広い用途に対応可能です。特に、316L 粉末は MIM 素材として最も一般的で、耐食性と表面処理性能を活かして電子機器部品に用いられ、PVD コーティングで多彩な仕上げを行い、汗などの腐食からも保護します。
化学成分
316/316L の性能は以下の化学成分により決定されます：
元素 | 含有量（質量％） |
炭素 (C) | ≤0.08 |
クロム (Cr) | 16.5–18.5 |
モリブデン (Mo) | 2.00–2.50 |
シリコン (Si) | ≤1.00 |
リン (P) | ≤0.05 |
硫黄 (S) | ≤0.02 |
ニッケル (Ni) | ≥10.0 |
マンガン (Mn) | ≤2.00 |
鉄 (Fe) | 残部 |
機械的特性
316/316L は以下のような優れた機械的特性を示します：
特性 | 値 |
引張強さ | 520–680 MPa |
降伏強さ | ≥220 MPa |
伸び (A5) | ≥40 % |
物理的特性
主な物理的特性は以下の通りです：
特性 | 値 |
密度 | 8.00 kg/m³ |
融点 | 1400 °C |
弾性係数 | 193 GPa |
電気抵抗率 | 0.074×10⁻⁶ Ω·m |
熱伝導率 | 16.3 W/m·K |
線膨張係数 | 15.9×10⁻⁶ /K |
加工性と溶接性
316/316L は高い切削性と成形性を持ち、CNC 試作、調理機器、炉部品、熱交換器などに多用されています。
溶接性も優秀で、一般的な溶接・抵抗溶接が可能です。316L の低炭素設計により、溶接時の炭化物析出を抑えて耐食性と機械特性を維持します。
MIM における用途
316L はその耐食性、強度、機械的特性により MIM 材料として多用されています。代表的な用途は以下の通りです：
医療・歯科部品
外科器具、歯科インプラント、整形外科用インプラントなど、人体接触部品に最適です。
航空宇宙・自動車部品
燃料系部品、センサー、コネクタ、ファスナ―など、高い耐食性と強度‐重量比が求められる環境で使用されます。
化学プラント機器
バルブ、ポンプ、フィッティング、フランジなど、多種化学薬品処理機器に適しています。
電子・電気部品
複雑形状のコネクタ、端子、シールド、ハウジングなどに MIM を用いて高精度製造が可能です。
消費財
時計、ジュエリー、アクセサリ―など、耐食性と美観、耐久性が求められる製品に用いられます。
具体的な選択は設計要件と性能要件により異なります。MIM メーカーや材料サプライヤーと相談の上、最適化してください。
結論
316/316L ステンレス鋼はモリブデン添加オーステナイト系で、特に塩素環境で優れた耐食性を発揮します。多様な形態で入手でき、機械的・物理的特性も優秀なため、精密鋳造やプラスチック射出成形など幅広い用途で最適な選択肢です。
設計者・購買担当者は 316/316L の特性と用途を理解することで、より適切な MIM 部品を選定できます。
総じて、316/316L はその優れた性能の組み合わせにより多くの業界で選ばれる材料であり、今後ますます応用範囲が拡大するでしょう。
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