2025.03.12

◆ステンレスのJIS規格について

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1. ステンレス鋼の概要

ステンレス鋼（Stainless Steel）とは、鉄を主成分とし、クロム（Cr）を約10.5%以上含有する合金の総称です。クロムが空気中の酸素と反応して形成する不動態皮膜（酸化被膜）によって、錆（腐食）に対する高い耐性が得られます。また、ニッケル（Ni）やモリブデン（Mo）、チタン（Ti）などの元素を添加することで、耐食性・機械的特性・耐熱性などの性能をさらに調整可能です。

1.1 ステンレス鋼の主な特性

耐食性
ステンレス鋼の最大の特徴は、腐食に対して強い抵抗力を持っていることです。とくにクロム含有率が高くなるほど不動態皮膜が安定し、錆びにくくなります。
機械的強度
ステンレス鋼は炭素鋼に比べて強度を維持しながら耐食性を確保でき、用途に応じてさまざまな組成のものが用意されています。
加工性
切削や溶接など、機械加工への適応性も優れた材料が多く、プレス加工などの塑性加工も比較的容易に行えます。
美観性
表面を研磨すると光沢のある外観が得られ、装飾性を付加することができます。建築分野での外装素材や、調理器具・食器などにも広く使われています。
耐熱性
特に耐熱性が求められる環境や高温下でも使用できるステンレス鋼もあり、用途によっては耐熱鋼として分類される場合もあります。

2. JIS規格とステンレス鋼

日本工業規格（JIS: Japanese Industrial Standards）において、ステンレス鋼は主に「SUS（Steel Use Stainless）」という記号で表されます。代表的な規格には以下のようなものがあります。

JIS G 4303: ステンレス鋼棒
JIS G 4304: 熱間圧延ステンレス鋼板および鋼帯
JIS G 4305: 冷間圧延ステンレス鋼板および鋼帯
JIS G 4311: ステンレス鋼線
JIS G 4312: ステンレス鋼棒（溶接棒を含む）
その他、配管用ステンレス鋼管や溶接構造用ステンレス鋼板など、用途別に細かく規格が定義されています。

2.1 SUS記号の読み方

JIS規格においては、「SUS」の後に数字や文字が続くことで、各ステンレス鋼の化学成分や組織を示します。以下は代表的な例です。

SUS304
18クロム-8ニッケル系のオーステナイト系ステンレス鋼。最も汎用性が高く、建築やキッチン用品、食品工業などさまざまな分野で使用されています。
SUS430
フェライト系ステンレス鋼の代表例。クロムの含有量が16～18%程度で、安価かつ耐食性も比較的高いことから、家電や自動車排気系部品などに用いられます。
SUS316
SUS304にモリブデン（Mo）を添加し、さらに耐食性と耐孔食性を高めたオーステナイト系ステンレス鋼。海水や塩分が多い環境で使用される装置や化学プラントなどに適しています。

さらに「L」（low carbon）や「Ti」（チタン添加）などの記号が付与されることもあり、これは炭素含有率を低く抑えたグレードや耐粒界腐食性を高めたグレードを示します（例：SUS304L, SUS316Tiなど）。

3. ステンレス鋼の組織分類

JIS規格におけるステンレス鋼は、主に以下の組織（結晶構造）に大別されます。それぞれの結晶構造によって、特性や用途が異なります。

オーステナイト系（Austenitic Stainless Steel）
- 主成分：クロム（Cr）16～26%、ニッケル（Ni）6～22%程度
- 特徴：耐食性、加工性、溶接性が良好。常温ではオーステナイト組織を保持するため、強磁性を示さない（非磁性体）ものが多い。
- 代表例：SUS304、SUS316、SUS310Sなど
- 用途：食品機器、化学プラント、配管、厨房器具、医療機器など幅広い分野。
フェライト系（Ferritic Stainless Steel）
- 主成分：クロム（Cr）10.5～30%（ニッケルをほとんど含まない場合が多い）
- 特徴：常温で安定したフェライト組織を持ち、加工硬化が少ない。磁性体（磁石に付く）であり、熱膨張率がオーステナイト系より小さい。
- 代表例：SUS430、SUS410L、SUS444など
- 用途：自動車排気系部品、調理器具、建築外装、家電部品など。
マルテンサイト系（Martensitic Stainless Steel）
- 主成分：クロム（Cr）12～18%、炭素含有量が高め
- 特徴：熱処理による焼入れ（マルテンサイト変態）が可能で、高い硬度や強度を得られる。磁性体。耐食性はオーステナイト系やフェライト系ほど高くない。
- 代表例：SUS410、SUS420J2など
- 用途：刃物、バルブ、シャフト、タービン部品など、硬度・耐摩耗性が求められるところ。
オーステナイト・フェライト系（二相系）
- 特徴：フェライト相とオーステナイト相がほぼ半々に混在する組織で、デュプレックスとも呼ばれる。
- 長所：高強度かつ優れた耐応力腐食割れ特性を持つ。
- 用途：海洋構造物、化学プラント、石油・ガス業界など高い耐食性と強度が同時に求められる環境。
析出硬化系（PH系）
- 特徴：銅（Cu）、アルミニウム（Al）などの元素を添加し、析出硬化処理によって強度を高めることが可能。
- 代表例：SUS630（17-4PH）など
- 用途：航空機部品、化学産業、精密機器など。

4. 主要なJIS規格と代表鋼種

4.1 JIS G 4303（ステンレス鋼棒）

棒材に適用される規格で、機械部品やシャフト類、ボルトやナットなどに広く使用されます。SUS304やSUS316、SUS416（快削性を高めたマルテンサイト系）などが指定されており、機械加工性や特定の物性に応じて選択されます。

4.2 JIS G 4304（熱間圧延ステンレス鋼板・鋼帯）

熱間圧延工程を経たステンレス鋼板および鋼帯に関する規格です。高温での圧延加工を行うため、板厚が厚めの製品で大きなサイズが得られやすいのが特徴です。建築用外装や化学プラント向けのタンク、大型機器の外装部品などに多く利用されます。

4.3 JIS G 4305（冷間圧延ステンレス鋼板・鋼帯）

冷間圧延（室温近くの温度での圧延）によって表面の仕上がりが良好になり、寸法精度も高いステンレス鋼板・鋼帯に適用されます。SUS304、SUS316、SUS430など、多彩な鋼種が存在し、厨房器具や食品機械、自動車部品、電子機器外装などで使われています。

4.4 JIS G 4311（ステンレス鋼線）

ステンレス鋼線に関する規格で、ワイヤーやボルト・ナット用の線材などが含まれます。バネ用やメッシュ用など、求められる機械的特性や加工性によって使用する鋼種が異なります。

4.5 その他の規格

JIS G 3459: 配管用ステンレス鋼管
JIS G 3463: ボイラ・熱交換器用ステンレス鋼管
JIS G 4308: ステンレス鋼の化学成分分析方法
JIS Z 2221: 溶接棒に関する規格
JIS G 4322: 溶接構造用ステンレス鋼板・鋼帯

これらの規格は産業分野ごとに細分化されており、それぞれの用途に応じて最適なステンレス鋼種が選定されるようになっています。

5. ステンレス鋼の用途と選択指針

5.1 建築・土木分野

外装材: 耐候性・美観性を重視するため、SUS304やSUS316、フェライト系でも高耐食性のSUS444などが使われる。
手すり・パネル: 強度と美観が両立するオーステナイト系が多用される。海辺など塩分環境が厳しい場所では、モリブデン添加のSUS316が好まれる。

5.2 食品・調理機器分野

厨房機器・調理器具: 衛生面と耐腐食性を重視するため、SUS304が定番。より過酷な環境（塩分や酸性度の高い食品を扱う場合）ではSUS316が用いられる。
食品工場設備: CIP（定置洗浄）など薬品洗浄が頻繁に行われるため、耐薬品性の高いSUS316やフェライト系の特定グレードが採用されることもある。

5.3 化学・プラント分野

反応容器・配管: 腐食環境が厳しいため、SUS316Lやデュプレックス系、場合によってはニッケル系合金も検討される。
高温環境: SUS310Sや耐熱合金系の鋼種が使われ、酸化・スケーリングを防ぐ設計が求められる。

5.4 自動車・輸送機器分野

排気系部品: フェライト系のSUS409LやSUS430、耐熱性向上のためオーステナイト系のSUS304を採用する例もある。
ボディパネル・装飾部品: 加工性とコストのバランスを考慮し、フェライト系のSUS430が用いられる場合が多い。

5.5 医療・バイオ分野

手術器具・医療器具: 耐腐食性と殺菌性に優れたSUS304やSUS316が代表的。刃物や穿刺器具にはマルテンサイト系（SUS420J2など）の高硬度タイプが使われる。
人工関節など: チタン合金が主流だが、部分的にステンレス鋼が用いられるケースもある。

6. JIS規格における化学成分の基準と機械的性質

JIS規格では、各ステンレス鋼の化学成分（C, Si, Mn, P, S, Ni, Cr, Mo など）や、機械的性質（降伏点、引張強さ、伸び、硬さなど）が細かく規定されています。以下に一般的なステンレス鋼（例：SUS304, SUS316）の化学成分の一部を示します（値はあくまで参考範囲）:

SUS304
- C: 0.08%以下
- Si: 1.00%以下
- Mn: 2.00%以下
- P: 0.045%以下
- S: 0.030%以下
- Ni: 8.00～10.50%
- Cr: 18.00～20.00%
SUS316
- C: 0.08%以下
- Si: 1.00%以下
- Mn: 2.00%以下
- P: 0.045%以下
- S: 0.030%以下
- Ni: 10.00～14.00%
- Cr: 16.00～18.00%
- Mo: 2.00～3.00%

機械的性質についても、たとえばSUS304の引張強さは約520MPa以上、降伏点は205MPa以上、伸びは40%以上というように最低限の値が定められています。溶接性や延性、耐孔食性なども用途に合わせて配慮されるため、単なる化学成分表だけではなく、加工特性や使用環境を含めた総合的な判断が必要です。

7. ステンレス鋼の腐食と対策

ステンレス鋼は「錆びない鋼」として認識されがちですが、使用環境によっては腐食が進行する場合もあります。代表的な腐食形態と対策の例をいくつか挙げます。

孔食（ピッティング）
- 特徴: 小さな穴状に局所腐食が進行する。海水や塩分が多い環境で生じやすい。
- 対策: モリブデン添加鋼（SUS316やSUS444）を使用する、防食塗装を施すなど。
すきま腐食
- 特徴: ガスケットや隙間部分、締結部など酸素供給が不十分な箇所で進行しやすい。
- 対策: 隙間をなくすような設計をする、洗浄・乾燥を徹底する、より耐食性の高いグレードを選択する。
粒界腐食
- 特徴: 高温加熱や溶接熱の影響で、炭化クロムが粒界に析出することにより腐食が進行する。
- 対策: 低炭素鋼（SUS304L、SUS316L）やTi添加鋼を使用、溶接工程後に適切な熱処理を行う。
応力腐食割れ（SCC）
- 特徴: 塩化物イオンが存在する環境で引張応力が加わると、割れが発生する場合がある。
- 対策: 二相系ステンレス鋼の使用、応力の低減、設計の見直し、高耐食性合金への切り替え。

8. 国際規格との比較

JIS規格は国際的に使用される**ASTM（アメリカ材料試験協会）やEN（欧州規格）**などとも大まかな対比表が存在します。例えば、SUS304はASTMでは「304 Stainless Steel」、EN規格では「1.4301」などの表記に対応します。ただし、各規格ごとに微妙な化学成分の許容範囲や機械的性質の要件が異なる場合があるため、海外輸出入やグローバル企業間での取引では、仕様書や品質証明書を綿密に確認する必要があります。

9. 今後の展望と新しいステンレス鋼

ステンレス鋼の開発は、より過酷な環境下での使用や、環境負荷低減、高機能化を目指して常に進められています。たとえば以下のような分野で進化が続いています。

省レアメタル化
ニッケルやモリブデンなどのレアメタル使用量を削減しつつ、同等以上の耐食性や強度を保つ新合金の研究が進められています。
デュプレックス系の高度化
二相系ステンレス鋼は、応力腐食割れに強い特性から洋上風力発電のタワーや海洋構造物への適用が拡大しています。さらに溶接性を改善したタイプなども開発されています。
表面処理技術
コーティングや表面改質によって、より高い抗菌性や撥水性、装飾性を付与する技術も進んでいます。表面の微細構造を変化させることで、汚れ付着を防止する「セルフクリーニング」機能を持つステンレス鋼も研究されています。
耐熱性・高温強度の向上
発電所のボイラやタービン、排ガス処理システムなどで利用する際、高温下での強度保持や酸化スケールの抑制が課題となります。高温合金との境界領域での研究が進み、従来のステンレス鋼と耐熱鋼との垣根がやや曖昧になりつつあります。

10. まとめ

ステンレス鋼は、錆びにくさや美観をはじめとする多彩な特性を備えており、建築・土木、食品、化学プラント、医療、自動車など非常に広範な分野で利用されています。日本のJIS規格では「SUS○○○」という記号でステンレス鋼種が分類され、化学成分や機械的特性、用途などが細かく規定されています。また、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系、二相系、析出硬化系などの結晶組織によって大まかに分類され、選択時には耐食性・強度・加工性・溶接性・コストなどの要件を総合的に考慮することが求められます。

腐食のメカニズムや使用環境を理解し、適切なステンレス鋼種を選択することが、長寿命で安心・安全な製品を作り上げるうえで不可欠です。特に海水や塩分が多い環境では孔食やすきま腐食、粒界腐食が発生しやすいため、Mo（モリブデン）添加鋼や低炭素鋼を積極的に採用することが多く、応力腐食割れへの対策として二相系ステンレス鋼も注目を集めています。

さらに、国際規格（ASTM, ENなど）との整合性や相互比較も重要です。グローバル市場での鋼材取引や共同開発を行う際には、該当規格の化学成分や機械的特性、溶接性評価などを詳細に比較し、仕様書や製品認証を統合的にチェックする必要があります。

今後は、レアメタル依存度を下げる技術や、より高い機能性（高温強度、耐疲労性、抗菌・防汚機能など）を実現するための技術革新がますます加速すると考えられます。たとえば、デュプレックス系鋼種のさらなる高性能化や、新しい表面処理技術による高付加価値化、環境負荷を低減するリサイクルプロセスなどが研究開発の大きなテーマとなっています。

以上のように、ステンレス鋼のJIS規格は日本の産業界を支える基盤であり、各種規格が定める品質保証と安全管理のための要となっています。実際の製品や部品の選定では、JIS番号だけを頼りにするのではなく、使用環境や要求特性に合致した鋼種選択を行うことが大切です。本記事が、ステンレス鋼の基礎とJIS規格への理解を深める一助となれば幸いです。