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SUS304とSUS316の違い|耐食性・成分・用途別の選び方

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SUS304とSUS316の成分と耐食性の違いを示す比較イラスト
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こんにちは。「吉田SKT」ブログ編集チームです。

吉田SKTではテフロン™フッ素樹脂コーティングや表面処理でお客様の生産設備のお悩みを改善しています。

SUS304とSUS316は、どちらも幅広い分野で使われるオーステナイト系ステンレスです。外観や強度はよく似ていますが、塩化物に対する耐食性、加工時の注意点、加工後の磁性などに違いがあります。

材質選定では「316の方が耐食性に優れるため、どの環境でも適している」と考えるのではなく、使用環境に必要な耐食性を見極めることが大切です。また、海水や薬液など条件が厳しい場合は、SUS316でも十分とは限りません。

この記事では、SUS304とSUS316の違いを、成分・物性・耐食性・加工性・溶接性・磁性・金属アレルギーの順に比較します。使用環境を当てはめて検討できる選定手順もご紹介します。

SUS304とSUS316の違いを先に整理

最も大きな違いは、SUS316にはモリブデン(Mo)が2.00~3.00%添加されていることです。モリブデンは、塩化物によって起こる孔食やすきま腐食への抵抗を高める方向に働きます。

比較項目 SUS304 SUS316
位置づけ 汎用性の高い標準材 SUS304より耐孔食性を高めた材料
おもな成分 18Cr-8Ni系 16~18Cr-10~14Ni-2~3Mo系
耐食性 一般的な大気・屋内・淡水環境で広く使用 塩化物を含む環境でSUS304より有利。ただし海水に対して万能ではない
加工性 成形・溶接の実績が多い。切削では加工硬化に注意 成形・溶接は良好。切削ではSUS304と同様に加工硬化や工具摩耗に注意
磁性 固溶化熱処理状態では基本的に非磁性。冷間加工で磁性を帯びることがある 固溶化熱処理状態では基本的に非磁性。一般にSUS304より加工による磁性が出にくい傾向
強度 規格上の機械的性質はSUS316と近い SUS304から大幅に強度が上がる材料ではない
選定の目安 塩化物が少ない一般的な屋内・淡水環境 潮風、融雪剤、塩分を含む飛沫など、SUS304では孔食が懸念される用途

迷ったときの出発点は、塩化物の有無です。塩化物がほとんどなく、一般的な屋内や淡水環境であればSUS304が第一候補になります。塩化物の付着や濃縮が想定される場合はSUS316を候補にし、濃度・温度・濡れ時間・すきまの有無まで確認します。

なお、SUS316を選べば海水中でも腐食しない、という意味ではありません。連続的な海水浸漬、高温の塩化物、高濃度薬液などでは、より高耐食なステンレス、二相系ステンレス、チタン、樹脂ライニングなども含めた検討が必要です。

SUS304とは

SUS304は「18-8ステンレス」とも呼ばれる、代表的なオーステナイト系ステンレスです。クロム(Cr)を18.00~20.00%、ニッケル(Ni)を8.00~10.50%含み、耐食性・成形性・溶接性のバランスに優れています。

厨房機器、建築部材、タンク、配管、機械カバー、治具などに幅広く使われています。

一方、塩分が付着する場所や液体が滞留する部分、パッキン下や重ね合わせ部などのすきまでは、孔食やすきま腐食が起こることがあります。SUS304は錆びにくい材料ですが、「絶対に錆びない材料」ではありません。

SUS316とは

SUS316は、SUS304と同じオーステナイト系に分類されるステンレスです。クロムを16.00~18.00%、ニッケルを10.00~14.00%、モリブデンを2.00~3.00%含みます。

モリブデンの添加によって、SUS304よりも孔食やすきま腐食への抵抗が高くなります。このため、潮風、塩分を含む飛沫、融雪剤などが関わる環境で候補になります。

ただし、耐食性は薬品の種類、濃度、温度、不純物、流速、滞留、表面仕上げなどで大きく変わります。「薬品に触れるからSUS316」と一律に決めず、実際の液組成と運転条件を確認することが重要です。

化学成分と物性・機械的性質の違い

化学成分の違い

SUS304・SUS316と、それぞれの低炭素材であるSUS304L・SUS316Lのおもな化学成分を比較すると、次のようになります。

鋼種 C Cr Ni Mo
SUS304 0.08%以下 18.00~20.00% 8.00~10.50%
SUS304L 0.030%以下 18.00~20.00% 9.00~13.00%
SUS316 0.08%以下 16.00~18.00% 10.00~14.00% 2.00~3.00%
SUS316L 0.030%以下 16.00~18.00% 12.00~15.00% 2.00~3.00%

※ステンレス協会が公開するJIS鋼種情報をもとに、おもな元素を抜粋しています。「―」は規格上の添加範囲が定められていないことを示します。実際の成分は、発注仕様とミルシートでご確認ください。

SUS304LとSUS316Lの「L」は、Low Carbon(低炭素)を表します。炭素量を抑えることで、溶接などの熱影響による鋭敏化と、それに伴う粒界腐食のリスクを低減した鋼種です。

SUS304は「18-8」と呼ばれ、SUS316は「18-12-Mo」などと表される場合があります。ただし、「18-12-Mo」は「18-8」ほど広く定着した呼び方ではありません。また、モリブデンを含むステンレスはSUS316系だけではないため、正式な鋼種記号と成分証明で確認しましょう。

物性と機械的性質の違い

SUS304とSUS316の強度や物性は全体として近く、材質変更によって大きな軽量化や高強度化ができる関係ではありません。代表値と板材の規格値例を比較すると、次のようになります。

項目 SUS304 SUS316
0.2%耐力 205MPa以上 205MPa以上
引張強さ 520MPa以上 520MPa以上
伸び 40%以上 40%以上
ヤング率(室温) 約193GPa 約193GPa
密度(室温) 約7.93g/cm3 約7.98g/cm3
熱伝導率(100℃) 約16.3W/m・℃ 約16.3W/m・℃
平均熱膨張係数(0~100℃) 約17.3×10-6/℃ 約16.0×10-6/℃

※耐力・引張強さ・伸びは、固溶化熱処理状態の板材における代表的なJIS規格値例です。製品形状、板厚、熱処理状態、適用規格によって値や試験条件が異なります。物性値は代表値であり、保証値ではありません。

「SUS304からSUS316に変えると強度が大きく上がる」という理解は適切ではありません。材質変更のおもな目的は、塩化物環境での耐食性に余裕を持たせることです。強度設計には、対象製品の規格、板厚、加工状態、使用温度での許容値を使用します。

強度・硬さ・剛性などの基本は「金属の性質とは?種類ごとの特徴と加工への影響」で、ステンレスとアルミの重さ・強度・熱伝導率の違いは「アルミとステンレスの違い」で詳しく解説しています。

耐食性の違い

ステンレスが錆びにくい理由

ステンレスの表面には、クロムを主体とする非常に薄い不動態皮膜が形成されます。この皮膜が腐食の進行を抑えるため、鉄鋼材料の中でも優れた耐食性を示します。

不動態皮膜は、傷ついても酸素がある環境では再形成されます。しかし、塩化物の付着、液の滞留、高温、汚れ、すきまなど、これらの要因のいずれか、または複数が重なると局所的に破壊され、孔食やすきま腐食が発生することがあります。

塩化物環境ではSUS316が有利

孔食は、表面の小さな点から内部へ深く進む局部腐食です。すきま腐食は、ガスケット下、ボルト座面、重ね合わせ部など、液が入って交換されにくい狭い部分で進みます。

SUS316に含まれるモリブデンは、こうした局部腐食への抵抗を高めます。このため、同じ設計・表面状態・使用条件で比べれば、塩化物環境では一般にSUS316がSUS304より有利です。

ただし、材質だけで腐食の可否は決まりません。塩化物濃度が低くても、水分が蒸発して塩分が濃縮する場所や、清掃できないすきまでは腐食が進むことがあります。

使用環境別の選定目安

使用環境 選定の目安 確認したい条件
一般的な屋内・淡水 SUS304が第一候補 結露、清掃薬剤、塩分の持ち込み、液だまり
内陸部の屋外 SUS304を基本に検討 飛来塩分、雨洗効果、表面仕上げ、清掃頻度
沿岸部・潮風・海水飛沫 SUS316を優先候補 海岸からの距離だけでなく、付着塩分、乾湿の繰り返し、遮蔽部、外観要求
融雪剤が付着する設備 SUS316を優先候補 飛散位置、洗い流しの可否、すきま、異種金属接触
海水への連続浸漬 SUS316だけで判断しない 温度、流速、滞留、生物付着、酸素濃淡、すきま。高耐食材や別材料も検討
食品・飲料設備 内容物と洗浄条件によりSUS304またはSUS316 塩分、酸、温度、滞留時間、CIP薬液、すすぎ
塩素系洗浄剤・次亜塩素酸塩 SUS316でも腐食する場合がある 有効塩素濃度、pH、温度、接触時間、濃縮、すすぎ、製品仕様
酸・アルカリ・薬液 薬液ごとに選定 薬品名、濃度、温度、不純物、通気、流速、気液界面
高温と塩化物が重なる環境 SUS304・SUS316とも個別評価 応力、溶接残留応力、濃縮、停止時の結露、応力腐食割れ

「海水に使われる例がある」ことと、「海水で腐食しない」ことは同じではありません。特に海水に浸漬したままの部品や、停滞海水が残る設備では、SUS316でも孔食・すきま腐食が起こり得ます。安全や停止損失に関わる場合は、腐食試験、類似設備の実績、専門家の評価を組み合わせます。

孔食・すきま腐食を含む腐食形態と対策は「金属腐食とは?原因・種類・対策」で、代表的な金属の耐食性の違いは「金属の耐食性とは?耐食性が高い金属も紹介」で整理しています。

加工性と溶接性の違い

曲げ・絞り・切削加工

SUS304とSUS316はいずれも延性があり、曲げ、プレス、絞りなどの冷間成形に適しています。ただし、どちらも加工によって硬くなる「加工硬化」が起こりやすい材料です。

切削では、工具が擦れる状態になると加工硬化が進み、工具寿命や仕上げ面に影響します。剛性の高い設備、切れ味のよい工具、適切な切込み・送り、十分な冷却などが重要です。

SUS316は条件によってSUS304より加工負荷や工具摩耗が大きくなる場合がありますが、形状、素材状態、工具、切削条件の影響も大きいため、一律に「SUS316は加工できない」と考える必要はありません。量産部品では、使用予定の加工会社に材質、形状、公差、表面仕上げを示して事前確認すると安心です。

溶接材料の一般的な選び方

SUS304とSUS316は、いずれも一般的な溶接方法に対応しやすい材料です。溶接材料は、基本的に母材と近い化学成分、または必要に応じて少し高合金のものを選びます。

母材の組み合わせ 溶接材料の合金系統例 注意点
SUS304同士 308、308L系 高温強度が必要な場合は低炭素材が適さないこともある
SUS316同士 316、316L系 腐食環境、温度、溶接後処理を含めて選定
SUS304とSUS316 316L系が一般例。309系が用いられる場合もある 必要な耐食性、強度、使用温度、希釈を確認
炭素鋼とSUS304・SUS316 309、309L系など 割れ、希釈、熱サイクル、使用環境の検討が必要

※表は合金系統の一般例です。被覆アーク溶接棒、フラックス入りワイヤ、TIG・MIG用ワイヤでは規格記号や製品名が異なります。実際の選定は、継手の組み合わせ、板厚、溶接方法、使用温度、腐食環境、要求強度、施工要領書(WPS)に基づいて行ってください。

高温用途では、通常温度用の溶接材料をそのまま使えない場合があります。特に500℃以上で使用する構造物などは、高温強度を含めて溶接材料メーカーや溶接技術者に確認します。

溶接後の耐食性とSUS304L・SUS316L

溶接部では、焼けと呼ばれる酸化スケール、表面近傍のクロム量が低下した層、鉄粉などの汚染、すきま形状などが耐食性に影響します。必要に応じて、溶接焼けの除去、酸洗、適切な洗浄を行います。

酸洗と不動態化処理は同じ作業ではありません。一般に、酸洗は酸化スケールやその下の影響層を除去する処理不動態化処理は表面の遊離鉄などを除去し、不動態状態を整える処理です。処理の要否と方法は、製品仕様や使用環境に合わせます。

SUS304LとSUS316Lの「L」は低炭素を表し、いずれも炭素量が0.030%以下に抑えられています。SUS304LはSUS304、SUS316LはSUS316の低炭素材で、溶接熱影響部における鋭敏化と、それに伴う粒界腐食のリスク低減に有効です。

ただし、L材にすれば溶接部の腐食をすべて防げるわけではありません。孔食、すきま腐食、応力腐食割れ、溶接焼けや汚染の影響は、別に管理する必要があります。

磁性と金属アレルギーの違い

SUS304とSUS316は磁石につくのか

SUS304とSUS316は、固溶化熱処理された状態では基本的に非磁性です。ただし、曲げ、絞り、圧延などの冷間加工によって組織の一部が変化すると、磁性を帯びることがあります。

SUS304は、SUS316より加工による磁性が出やすい傾向があります。そのためSUS316は低磁性が求められる用途で候補になりますが、「SUS316なら必ず磁石につかない」とは限りません。

磁気センサー周辺、分析装置、精密機器など、透磁率の上限が決められている用途では、鋼種名だけで判断せず、加工・溶接後の完成品で測定します。

SUS316・SUS316Lは金属アレルギー対策になるのか

SUS304・SUS304L・SUS316・SUS316Lには、いずれもニッケルやクロムが含まれています。そのため、SUS316やSUS316Lという材質名だけで「金属アレルギーを起こさない」と判断することはできません。

SUS316Lは「サージカルステンレス」と呼ばれることがあります。ただし、サージカルステンレスは特定のJIS鋼種を示す正式名称ではなく、医療器具やアクセサリーなどに使われるステンレスの呼び方として用いられています。一般的なSUS316Lであれば、そのまま医療用グレードになるわけではありません。

チタンは、ステンレスと比べて金属アレルギーのリスクが低い材料の候補とされていますが、まれに過敏反応が起こる可能性があります。チタンを含め、材質名だけで安全性を保証することはできません。

金属成分の溶出は、材質だけでなく、表面仕上げ、腐食状態、汗や体液などの接触環境、接触時間、摩耗、洗浄方法にも影響されます。皮膚に長時間触れる製品では、適用される法規・製品規格を確認し、必要に応じて最終製品でニッケル溶出などを評価します。

医療機器については、材料の一般的なイメージではなく、最終製品としての生物学的安全性評価、リスクマネジメント、承認・認証・届出内容、医療従事者による判断が必要です。金属アレルギーの既往が関わる場合も、設計担当者だけで材質を決定しないようにします。

SUS304とSUS316の選び方

選定では、平均的な環境よりも、塩分が濃縮する場所、乾きにくいすきま、清掃できない裏側などの「最も厳しい点」を確認することが大切です。次の順番で整理すると、社内でも選定根拠を説明しやすくなります。

(1)接触する環境を明確にする

  • 大気、淡水、海水、食品、薬液、洗浄剤のどれに触れるか
  • 塩化物濃度、薬品濃度、pH、不純物はどの程度か
  • 常用温度と最高温度、停止中の結露はどうか

(2)腐食が始まりやすい形状を確認する

  • 液だまり、パッキン下、ボルト座面、重ね合わせ部がないか
  • 塩分や薬液が付着し、乾燥によって濃縮しないか
  • 異種金属と接触し、電解質となる水分が介在しないか

(3)腐食した場合の影響を決める

  • 外観上の問題で済むのか、漏れ・混入・破損につながるのか
  • 点検で早期発見できるか、交換しやすいか
  • 設備停止、安全、品質、法規への影響はどの程度か

(4)加工・溶接条件を確認する

  • 曲げ、絞り、切削、溶接の工程と加工量を確認する
  • 溶接材料、入熱、溶接焼けの除去、酸洗などを仕様化する
  • 磁性が問題になる場合は完成品で測定する

(5)必要なら実機条件で確かめる

  • 腐食試験や実液浸漬試験を行う
  • 類似設備の使用実績を確認する
  • 材料メーカー、加工会社、腐食・溶接の専門家に相談する

簡易チェック:どちらを優先候補にするか

条件 考え方
塩化物が少ない一般環境 SUS304を第一候補にする
潮風、融雪剤、塩分を含む飛沫がある SUS316を優先候補にする
海水浸漬、高温・高濃度塩化物、停滞液がある SUS316で十分かを個別に検証し、高耐食材や別材料も比較する
長い溶接部があり粒界腐食を避けたい SUS304LまたはSUS316Lを候補にし、溶接施工と後処理を確認する
低透磁率が必須 SUS316を含めて候補を比較し、完成品で測定する
皮膚接触・医療・金属アレルギー要件がある 鋼種名だけで決めず、適用規格と最終製品の安全性・溶出を評価する

よくある質問

SUS316はSUS304より必ず長持ちしますか?

必ずとは限りません。塩化物による孔食・すきま腐食には一般にSUS316が有利ですが、薬品による全面腐食、高温での応力腐食割れ、異種金属接触などは別の評価が必要です。使用環境に合っていなければ、SUS316でも短期間で腐食することがあります。

SUS316なら海水中で使えますか?

海水飛沫や沿岸大気ではSUS304より有力な候補ですが、海水への連続浸漬では孔食・すきま腐食が起こり得ます。温度、流速、滞留、すきま、生物付着などを確認し、必要に応じて高耐食ステンレス、二相系ステンレス、チタン、ライニングなどを検討します。

SUS304とSUS316を溶接できますか?

溶接は可能です。316L系の溶接材料が一般例ですが、309系が用いられる場合もあります。必要な耐食性、強度、使用温度、希釈などによって選定が変わるため、施工要領書と溶接材料メーカーの推奨を確認してください。

SUS304に磁石がつくのは不良ですか?

直ちに不良とはいえません。SUS304は冷間加工によって磁性を帯びることがあるため、曲げ部や絞り部だけ磁石が反応する場合があります。材質確認が必要なときは、磁石だけでなく、ミルシートや成分分析で確認します。

SUS316・SUS316Lは金属アレルギーが起きにくいですか?

材質名だけでは判断できません。SUS316・SUS316Lにもニッケルやクロムが含まれます。SUS316Lは「サージカルステンレス」と呼ばれることがありますが、この呼び方だけで医療用グレードや金属アレルギーへの安全性が保証されるわけではありません。チタンを含め、皮膚接触品や医療機器は、接触条件、表面状態、腐食・摩耗、適用規格、最終製品での評価を確認してください。

まとめ

  • SUS304は、塩化物が少ない一般的な屋内・淡水環境で広く使われる
  • SUS316はMoを2.00~3.00%含み、塩化物による孔食・すきま腐食にSUS304より強い
  • SUS316でも、海水への連続浸漬や高温・高濃度の塩化物では腐食する可能性がある
  • 強度や基本的な物性は近く、304から316への変更目的はおもに耐食性の向上
  • 溶接材料は304系に308系、316系に316系が一般例だが、WPSと使用条件に基づいて選ぶ
  • 磁性や金属アレルギーは鋼種名だけで決めず、加工後・最終製品で確認する

塩化物が少ない一般環境ではSUS304、塩化物による局部腐食が懸念される環境ではSUS316を優先候補にするのが基本です。そのうえで、温度、濃度、滞留、すきま、洗浄、点検のしやすさを確認します。

また、材料選定だけでは解決できない表面課題もあります。非粘着性、低摩擦性、電気絶縁性、洗浄性などを追加したい場合は、「表面処理の選び方」を参考に、用途に合った表面処理を組み合わせる方法があります。ステンレスに適用される処理方法は「ステンレスの表面処理の種類13選」でも紹介しています。

吉田SKTでは、基材、使用環境、必要な表面機能を確認しながら、表面処理をご提案しています。設備部品の付着、滑り、摩耗、腐食などでお困りの際は、お気軽にご相談ください。