SUS304の成分は？クロム・ニッケル含有量やSUS316との違い・規格も解説

ステンレス鋼の中でも特に広く使われているSUS304は、その優れた耐食性と加工性から、食品機器・医療機器・建築材料など幅広い分野で活躍しています。

しかし「SUS304の成分って具体的に何が入っているの？」「クロムやニッケルの含有量はどのくらい？」「SUS316との違いは何？」といった疑問をお持ちの方も多いのではないでしょうか。

本記事では、SUS304の成分・クロム・ニッケル含有量・規格の詳細を丁寧に解説するとともに、よく比較されるSUS316との違いについても詳しくご紹介していきます。

素材選定や品質管理の参考として、ぜひ最後までお読みください。

SUS304の成分は鉄・クロム・ニッケルが主体のオーステナイト系ステンレス鋼

それではまず、SUS304の成分と基本的な特性について解説していきます。

SUS304の成分は？クロム・ニッケル含有量やSUS316との違い・規格も解説、というテーマにおいて最も重要な出発点は、SUS304がどのような金属元素で構成されているかを理解することです。

SUS304はオーステナイト系ステンレス鋼の代表格であり、主成分は鉄（Fe）・クロム（Cr）・ニッケル（Ni）の3要素から成り立っています。

日本工業規格（JIS規格）では、SUS304の成分範囲が厳密に規定されており、それぞれの元素が果たす役割は非常に重要です。

クロム（Cr）の含有量と役割

SUS304に含まれるクロムの含有量は、18.00〜20.00質量%と規定されています。

クロムはステンレス鋼の「ステンレス（錆びにくい）」という特性の根幹を担う元素です。

鋼の表面にクロムが酸化することで生成される不動態皮膜（パッシブ膜）が、腐食や酸化から素材を保護するバリアとして機能します。

この不動態皮膜は非常に薄く、目には見えませんが、自己修復性を持ち、傷がついても大気中の酸素と反応して自然に再生されるという優れた特性を持っています。

一般的にクロム含有量が10.5%以上でステンレス鋼と呼ばれますが、SUS304はその約1.7〜1.9倍のクロムを含んでおり、高い耐食性を発揮します。

ニッケル（Ni）の含有量と役割

SUS304に含まれるニッケルの含有量は、8.00〜10.50質量%と規定されています。

ニッケルはオーステナイト組織を安定させる元素であり、常温での面心立方格子構造（FCC）を維持するために不可欠です。

この組織的特性が、SUS304の優れた延性・靭性・加工性を生み出しています。

また、ニッケルは耐食性をさらに高める補助的な役割も担っており、特に酸性環境下での腐食抑制に貢献します。

その他の成分（炭素・マンガン・シリコンなど）

SUS304にはクロムとニッケル以外にも、複数の元素が含まれています。

これらの成分もJIS規格で上限値が定められており、品質管理上の重要な指標となっています。

炭素（C）は含有量が多いと鋭敏化（溶接時の粒界腐食）を引き起こすため、0.08%以下に制限されています。

マンガン（Mn）はオーステナイト安定化に寄与し、シリコン（Si）は脱酸材としての役割を持ちます。

SUS304の規格と種類・関連するJIS規格を確認

続いては、SUS304の規格と種類について確認していきます。

SUS304はJIS（日本産業規格）だけでなく、国際的な規格とも対応しており、グローバルな素材調達においても重要な知識です。

JIS規格（JIS G 4303）における位置づけ

SUS304の基本的な規格はJIS G 4303「ステンレス鋼棒」に規定されており、同等の内容が棒・板・管など各形状の規格にも準用されています。

JISの規格番号「SUS304」の「SUS」はSteel Use Stainlessの略であり、日本独自の命名体系に基づいています。

主なJIS規格との対応は下記の通りです。

国際規格（ASTM・ISO・EN）との対応

SUS304は国際的にも広く流通しており、各国・各規格との対照は製造業や輸出入において重要な情報です。

米国のASTM規格ではAISI 304（UNS S30400）として知られており、化学成分はほぼ同等です。

ヨーロッパのEN規格では「1.4301」、ISO規格では「X5CrNi18-10」と呼ばれており、それぞれクロム18%・ニッケル10%相当であることが名称から読み取れます。

SUS304Lや SUS304Nなど派生グレードについて

SUS304にはいくつかの派生グレードが存在し、用途に応じて使い分けられています。

このように、基本グレードであるSUS304を起点とした多様なバリエーションが存在しており、用途・加工方法・環境条件に合わせた素材選定が可能です。

SUS304とSUS316の違いを成分・特性・用途から比較

続いては、SUS304とSUS316の違いについて詳しく確認していきます。

SUS304に次いで広く使われるSUS316は、成分にモリブデン（Mo）が追加されている点が最大の特徴です。

この成分の違いが、耐食性や用途の違いに大きく影響します。

化学成分の違い

SUS304とSUS316の最も明確な違いは、モリブデンの有無です。

SUS316はSUS304に比べてニッケル含有量が多く、さらにモリブデンを2〜3%含んでいるのが特徴です。

一方、クロム含有量はSUS304よりもやや少ない16〜18%となっています。

耐食性・耐孔食性の違い

モリブデンを含むSUS316は、塩素イオンを含む環境での耐孔食性（ピッティング耐性）がSUS304よりも格段に優れています。

孔食とは、局部的に深い穴（孔）が形成される腐食形態で、塩水・海水・塩化物を含む薬品環境では特に発生しやすい現象です。

用途・価格・選定のポイント

SUS304とSUS316は、その性能差を踏まえた上で適切な用途に使い分けることが重要です。

SUS304は汎用性が高く、比較的コストが低いため、一般的な耐食性が求められる用途で広く採用されています。

一方、SUS316はモリブデンを含む分だけ材料コストが高くなりますが、厳しい腐食環境・医療グレード・化学薬品接触部品などには不可欠な素材です。

コストとパフォーマンスのバランスを考慮した素材選定が、品質管理・コスト削減の鍵となるでしょう。

SUS304の機械的性質・物理的性質と実用上の特性

続いては、SUS304の機械的性質と物理的性質について確認していきます。

成分だけでなく、材料としての性能を把握することで、より適切な素材選定が可能になります。

機械的性質（強度・硬さ・伸び）

SUS304の機械的性質は、JIS規格によって以下のように規定されています。

伸びが40%以上と非常に高く、優れた延性と加工性を持つことがわかります。

この特性により、プレス加工・絞り加工・曲げ加工など、複雑な形状への成形が容易です。

物理的性質（密度・熱膨張・熱伝導率）

SUS304の物理的性質も、設計・加工・使用環境を考える上で重要な情報です。

熱伝導率は炭素鋼（約50 W/(m・K)）に比べてかなり低く、熱が伝わりにくい特性があります。

この点は、溶接時の入熱管理や熱交換器設計において留意が必要な特性です。

磁性・溶接性・耐熱性について

SUS304は通常の状態では非磁性ですが、冷間加工（圧延・絞り）によって加工誘起マルテンサイト変態が生じ、弱い磁性を帯びることがあります。

溶接性については、炭素含有量が低めに管理されているため比較的良好ですが、高温に長時間さらされると炭化クロムが粒界に析出し鋭敏化が起こるリスクがあります。

この点を避けるために溶接後の焼鈍処理や、前述のSUS304L（低炭素タイプ）の採用が有効です。

耐熱性については、連続使用温度として約870℃まで対応可能であり、高温環境下での使用においても優れた酸化抵抗性を発揮します。

まとめ

本記事では、SUS304の成分・クロムとニッケルの含有量・JIS規格・SUS316との違い・機械的・物理的性質について詳しく解説しました。

SUS304はクロム18〜20%・ニッケル8〜10.5%を主成分とするオーステナイト系ステンレス鋼であり、不動態皮膜による優れた耐食性と高い加工性が最大の特徴です。

JIS G 4303をはじめとする各規格で成分・性質が厳密に定められており、ASTM 304やEN 1.4301など国際規格との対応も明確になっています。

SUS316との最大の違いはモリブデンの添加の有無であり、塩素イオン環境など厳しい腐食条件ではSUS316の選定が推奨されます。

一方、一般的な耐食性・加工性・コストのバランスを求めるのであれば、SUS304は依然として最も信頼性の高い素材選択のひとつといえるでしょう。

素材選定の際にはぜひ本記事の内容を参考にしてみてください。