SUS304とSUS316の違いをわかりやすく解説:モリブデンが生む「耐食性の差」とは

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SUS304とSUS316の違いをわかりやすく解説:モリブデンが生む耐食性の差とは

設計の現場でよく迷うのが「SUS304にするかSUS316にするか」という材料選定です。どちらもオーステナイト系ステンレスで、見た目も加工性もよく似ています。この2つの違いは、たった一つの元素——モリブデン(Mo)——の有無に集約されます。この記事では成分・特性・価格・用途の違いをわかりやすく解説します。

① 記号・規格の読み方

JIS記号の読み方(SUS304 / SUS316) SUS304 S U S 304 Steel Use Stainless ステンレス用鋼 鋼種番号 18Cr-8Ni系の代表 SUS316 S U S 316 鋼種番号 18Cr-12Ni-2Mo系 ► Mo(モリブデン)2〜3%を追加添加 これが耐食性を大幅に向上させる鍵

SUS(Steel Use Stainless)はJIS規格のステンレス鋼記号です。SUS304の「304」とSUS316の「316」はそれぞれ成分系を表す鋼種番号で、数字が大きいほど後から開発された改良版というわけではありません。SUS316はSUS304の成分にモリブデンを2〜3%追加した耐食強化グレードと理解するのが正確です。

② 主要グレード比較表(成分・機械的性質)

項目 SUS304 SUS316 SUS316L
C(炭素)% ≦0.08 ≦0.08 ≦0.03(極低炭素)
Cr(クロム)% 18.00〜20.00 16.00〜18.00 16.00〜18.00
Ni(ニッケル)% 8.00〜10.50 10.00〜14.00 10.00〜14.00
Mo(モリブデン)% なし 2.00〜3.00 2.00〜3.00
引張強さ(N/mm²) ≧520 ≧520 ≧480
耐力 0.2%(N/mm²) ≧205 ≧205 ≧175
比重(g/cm³) 7.93 7.98 7.98
熱伝導率 W/(m·K) 16.7 16.3 16.3
耐孔食性(PREN目安) 約18〜20 約24〜26 約24〜26
材料費の目安 基準 約1.3〜1.5倍 約1.4〜1.6倍

※ PREN(孔食抵抗指数)= %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N。数値が高いほど塩化物環境での耐孔食性が高くなります。

③ 「モリブデン」が不動態皮膜を補修する仕組み

ポイント: ステンレスの耐食性は表面の「不動態皮膜(Cr₂O₃)」が守っています。この皮膜は完全に破壊されることは少ないですが、塩化物イオン(Cl⁻)が局所的に攻撃すると点状の「孔食(ピッティング)」が発生します。SUS316のモリブデンはこの不動態皮膜を補修・強化し、孔食の発生を大幅に抑制する役割を果たします。
不動態皮膜と孔食のメカニズム SUS304 Fe-Cr-Ni 地金 不動態皮膜(Cr₂O₃) Cl⁻攻撃 孔食 Cl⁻ ↓ Cl⁻ ↓ Cl⁻ ↓ 皮膜が修復されにくく孔食が進行 SUS316 Fe-Cr-Ni-Mo 地金 強化皮膜(Mo補修効果) Cl⁻ ↓ Cl⁻ ↓ Cl⁻ ↓ ✕ ✕ ✕ Moが皮膜を補修し孔食を抑制

SUS304で起きやすい応力腐食割れ(SCC)も、塩化物環境では問題になることがあります。SUS316はMoの効果で耐SCC性も向上していますが、完全ではありません。より過酷な環境ではSUS317LやSUS329J3L(二相系)、あるいはハステロイなどの検討が必要になります。

④ SUS304 vs SUS316 使い分けのポイント(レーダーチャート)

SUS304 SUS316
比較項目 SUS304 SUS316 備考
耐孔食性 ◎ 一般環境では十分 ◎◎ 塩化物環境でも優れる PREN差は約6ポイント
耐食性(総合) 海水・薬液ではSUS316が有利
加工性(切削) ○(工具消耗が多い) Mo添加により切削が難しくなります
溶接性 ◎(316Lがさらに良い) 粒界腐食対策は316Lを推奨
非磁性維持 ○(加工後に弱磁性化の可能性) ◎(加工後も非磁性を維持しやすい) MRI機器等で重要
コスト ◎(基準) △(1.3〜1.5倍) 加工費も1.3〜1.5倍高くなります
入手性 ◎(最も流通量多) ○(やや少なめ) 板・管・棒・線 全形状あり

📌 使い分けの判断フロー

  • 一般大気・室内・水道水環境 → SUS304 で十分です
  • 海岸近く・潮風が当たる屋外 → SUS316 を推奨します
  • 海水・塩化物水溶液に直接接触 → SUS316 または二相ステンレス(SUS329J3L等)
  • 溶接後も高耐食性が必要 → SUS316L(極低炭素で粒界腐食を抑制)
  • 医療機器・MRI周辺部品 → SUS316(非磁性維持が重要)
  • コスト重視・非腐食環境 → SUS304

⑤ JIS・海外規格対応表

JIS(日本) ASTM/UNS(米国) EN/DIN(欧州) ISO GB(中国)
SUS304 304 / S30400 1.4301 / X5CrNi18-10 X5CrNi18-10 06Cr19Ni10
SUS316 316 / S31600 1.4401 / X5CrNiMo17-12-2 X5CrNiMo17-12-2 06Cr17Ni12Mo2
SUS316L 316L / S31603 1.4404 / X2CrNiMo17-12-2 X2CrNiMo17-12-2 022Cr17Ni12Mo2

海外規格との対応は完全な互換ではなく成分範囲が微妙に異なる場合があります。グローバル調達では規格票の成分を個別に確認することが重要です。

⑥ 用途別カード

🍽️ 食品・厨房設備

シンク・調理台・食器洗浄機は一般的にSUS304です。洗浄剤の塩素濃度が高い場合はSUS316Lが推奨されることもあります。

⚗️ 化学・製薬プラント

配管・タンク・バルブには腐食性薬液との接触を前提にSUS316/316Lを選定します。溶接部の粒界腐食対策でSUS316Lが多用されます。

🏥 医療機器

手術器具・医療用インプラント・MRI対応部品にはSUS316Lが標準です。Moが耐体液腐食性を高め、非磁性維持も重要視されます。

🚢 船舶・海洋構造物

海水ポンプ・推進軸受・海洋プラットフォーム部材にはSUS316が採用されます。ただし完全な海水浸漬ではSUS316でも孔食が起きる場合があります。

🏗️ 建築・外装材

内陸部の屋外建築ではSUS304が主流です。海岸から1〜2km以内の沿岸環境ではSUS316への切り替えが推奨されます。

🖥️ 精密機器・電子部品

SUS304は最も流通量が多く調達しやすい材料です。MRI・NMR周辺部品や磁性を嫌う用途ではSUS316で非磁性を確保します。

⑦ まとめ

SUS304とSUS316の違いは、成分表を見ると「Mo(モリブデン)の有無」というシンプルな差に集約されます。しかし、そのたった2〜3%の添加が不動態皮膜の補修能力を飛躍的に高め、塩化物環境での耐孔食性(PREN)を約6ポイント引き上げます——これが使い分けの本質です。

コスト面ではSUS316はSUS304の1.3〜1.5倍高く、加工費も同程度の差が出ます。そのため「必要な耐食性レベルに合わせてSUS304かSUS316かを選ぶ」という考え方が現場の合理的なアプローチです。溶接を多用する設計ではSUS316Lを選ぶことで粒界腐食リスクを低減できます。

なお、海水への直接浸漬など最も過酷な塩化物環境では、SUS316でも孔食リスクがゼロではありません。二相系ステンレス(SUS329J3Lなど)やニッケル合金の検討が次のステップになります。

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