【SUSとはどんな意味？】化学工場で使われているSUS材質の種類と特徴・用途を解説

SUSって種類が沢山あるし、何がどう違うのか…

SUSの種類と特徴、使用場面について説明します。

そもそもSUSって何？

URLに答えを書いてしまっているのですが、SUSはSteal Use Stainlessの略称で、ステンレス鋼の意味になります。

鋼は主成分が鉄、2%以下の炭素（+微量のマンガン、リン、硫黄）を含んだ合金で、
ステンレスはStain lessなのでサビにくいという意味を持ち、
鋼にクロムやニッケルを含有させる事で、大まかに以下の特徴を持ちます。

これらの特徴を持っていることから、配管や動・静機器の材質に広く使われています。
ただ、いくらサビに強くなるとは言え、化学プラントは海側にある事が多いので、
潮風にやられて少々サビているSUS配管も見かけたりします(笑)
次項では、SUSの種類と特徴、それぞれに適した用途を説明します。

話は逸れますが、鉄、鋼、鋳鉄の違いはご存じでしょうか？
学生時代に化学工学の講義を受けていたとき、
教授から上記の質問をされた記憶が鮮明に残っており、
当時答えられなかったので、下記に留めておきます。

炭素の含有量によってそれぞれ言葉が分けられています。

種類	炭素含有量
鉄	炭素量が約0.02%以下のもの
鋼	炭素量が0.02から2.14%の範囲のもの
鋳鉄	炭素量が2.14%以上のもの

この炭素量の違いが何を生み出すのかと言うと、
炭素量が多くなると材料は硬くなりますが、
その反面、折れやすくなります。

硬さと靭性を両方追い求める事ができないので、
目的に応じて炭素量を変える必要があります。

また、鉄や鋳鉄は熱処理による硬化や特性の大幅な変化はできません。
一方、鋼は熱処理することで硬くしたり、反対にやわらかくもできるという、
機械的性質を大きく変える事ができます。

SUSの種類と特徴、用途について

SUSの大まかな特徴が分かったところで、
種類と特徴、用途について、以下にまとめます。
複数の分類が出てきますが、結晶構造と冷却速度によって分けられます。

全てを載せるには多すぎるので、
一般的なものをそれぞれまとめています。

オーステナイト系

鋼を常温から加熱すると、結晶構造が体心立方から面心立方へ変化します。
これがオーステナイトと呼ばれるもので、ここを基点に熱処理することによって、
機械的性質を変化させることができます。

上記の種類はよく使いましたが、半導体溶剤にはSUS316L EPを使用していました。

研磨というと車のバフ研磨（機械的研磨）を思い出す方もいると思いますが、
電解研磨は金属表面を溶解する事によって、平滑化する手法になります。

さらに、電解研磨にも表面粗さ（算術平均粗さRa）というものがあり、
この値が小さいほど金属表面の凹凸は少なく、
プラント立ち上げ時の洗浄回数を減らすことができます。
（価格は高くなりますが…。）

通常仕様を使ったことで、プラント立ち上げの洗浄工程がなかなか終わらなかった、という話をベテランから聞いたことがあります。

次に紹介する2種類は化学プラントで見かけないSUS材質のため、それぞれ一つだけに留めます。
（オーステナイト系以外にも使ったことがある方が居れば、ご教示ください。）

マルテンサイト系、フェライト系

前項のオーステナイトの状態を急冷する事により
結晶構造が面心立方から体心立方に変化し、
硬いが脆いマルテンサイトが形成されます。

フェライト系は、オーステナイトの熱処理前の状態で、
結晶構造は体心立方になります。

まとめ

今回はSUS材質について、化学プラントで良く利用されているものを中心に解説しました。
普段何気なく使っているSUSですが、それぞれどういうものでどんな特徴を持っているか、直ぐに出てこなかったりします。
若手や新入社員に聞かれたときに、「そういえばこうだったな」と思い出してもらえれば幸いです。

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