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耐熱材料 |
耐熱材料とは熱に強いと言うことで、高温になっても肌が荒れない、スケールがつかないなど表面が安定で、かつ高温になっても強さを維持できる材料をいいます。ステンレス鋼も表面が化学的に安定である共通点があります。ドライ（ｄｒｙ）環境の耐熱鋼に対し、ステンレス鋼はウェット（ｗｅｔ）環境ということになります。ＳＵＳ３０４、３１６、３１０は耐熱鋼としても使用されます。高温強度的には高速度鋼（ハイス）も焼きもどし温度の550℃まで使用出来る耐熱材料です。 耐熱ベアリングとしてＳＫＨ５１（Ｍｏハイス）がよく知られています。ＪＩＳ鋼種はＳＵＨ記号で鋼棒17種類、鋼板で15種類あり、ステンレス鋼もＳＵＳ耐熱鋼として使用されています。耐熱鋼は組織的にステンレス鋼と同じく、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系があります。今回はオーストナイト系耐熱鋼についてお話しします。
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オーステナイト系耐熱鋼
常温で強い材料は温度があがっても強いかというと、そうではありません。金属組織から観察すると結晶構造が体心立方格子（Ｂ.Ｃ.Ｃ）より面心立方格子（Ｆ.Ｃ.Ｃ）のオーステナイト組織が強くなります。これは原子が緻密に充填された結晶構造のためです。
耐熱材料では設計強度として、クリープ強さ(注)がポイントとなります。
一般に500℃以下でフェライト系、550℃以上ではオーステナイト系材料が使用されます。
(注)クリープ強度（Creep）：高温で強さをあらわす重要な性質で、一定温度で規定の負荷をかけた時に耐えられる強度をいう。例えば1,000時間に1％とか、0.1％の歪みを生じる応力、Ｎ／ｍｍ2（kgｆ／ｍｍ2）であらわす。
よく使われる耐熱鋼ＳＵＨ３１０（25Ｃｒ-20Ｎｉ）は、オーストナイト系の代表的鋼種です。鋳造品の場合はＣを０．４％に高めたＡＩＳＩ
HK40が有名で、加熱炉や耐酸化部に多用されます。
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高合金系の代表材料にＳＵＨ６６０（Ａ２８６)があります。 １５Ｃｒ-２５Ｎｉ-１．２Ｍｏに Ｖ，Ｔｉ，Ａｌ，など添加した折出硬化型の材料です。同類のＳＵＨ６６１は、一般にＬＣＮ-１５５のブランドで知られており、２０Ｃｒ-２０Ｎｉ-２０ＣｏにさらにＭｏ，Ｎｂ，Ｎを添加した合金で、とくに高温強度、耐酸化性もすぐれています。タービンロータ、シャフト、アフターバーナーなどに使われます。
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