炭素鋼とステンレス鋼の違いは何ですか?

鋼はエンジニアリング材料として多様な用途に使用されています。すべての鋼材の基本成分は鉄と炭素です。鋼は幅広い鉄系合金を指しますが、多くの人はそれを炭素鋼とステンレス鋼という2つの大まかなカテゴリーに分類します。この記事では、炭素鋼とステンレス鋼という2つの大まかなカテゴリーの主な違いについて説明します。

ステンレス鋼と炭素鋼の密度
一般的なステンレス鋼の密​​度は 8.0 g/cm3 (304 鋼) です。
一般的な鋼鉄の密度は 8.05 g/cm3 です。
密度は単位体積あたりの質量として定義されます。これは強度特性であり、数学的には質量を体積で割った値として定義されます。
ρ = m/V
言葉で言えば、物質の密度（ρ）は、その物質の総質量（m）をその物質が占める総体積（V）で割った値です。標準SI単位はキログラム毎立方メートル（kg/m³）です。標準英国単位はポンド質量毎立方フィート（lbm/ft³）です。

ステンレス鋼と炭素鋼の強度
炭素鋼
低炭素鋼の引張強度は 1 平方インチあたり 60,000 ～ 80,000 ポンドです。
中炭素鋼の引張強度は 1 平方インチあたり 100,000 ～ 120,000 ポンドです。
合金鋼の引張強度は 150,000 psi を超えます。
ステンレス鋼
オーステナイト系ステンレス鋼の引張強度は 1 平方インチあたり 72,000 ～ 115,000 ポンドです。
マルテンサイト系ステンレス鋼の引張強度は 1 平方インチあたり 72,000 ～ 160,000 ポンドです。
フェライト系ステンレス鋼 - 引張強度は65,000～87,000psi

ステンレス鋼と炭素鋼の硬度
ステンレス鋼（タイプ 304）のブリネル硬度は約 201 MPa です。
フェライト系ステンレス鋼（グレード 430）のブリネル硬度は約 180 MPa です。
マルテンサイト系ステンレス鋼（グレード 440C）のブリネル硬度は約 270 MPa です。
二相ステンレス鋼（SAF 2205）のブリネル硬度は約 217 MPa です。
低炭素鋼のブリネル硬度は約120MPaです。
高炭素鋼のブリネル硬度は約200MPaです。

ステンレス鋼と炭素鋼の融点
ステンレス鋼（タイプ304鋼）の融点は約1450°Cです。
フェライト系ステンレス鋼（グレード 430 鋼）の融点は約 1450°C です。
マルテンサイト系ステンレス鋼（グレード 440C 鋼）の融点は約 1450°C です。
低炭素鋼の融点は約1450℃です。

炭素鋼とステンレス鋼：機械加工性と溶接性
炭素鋼は機械加工が容易で、溶接性にも優れています。一方、ステンレス鋼は溶接と機械加工に専門的な技術を必要とします。工作機械においては、ステンレス鋼は炭素鋼に比べて硬いです。
炭素鋼とステンレス鋼：その他の違い
ステンレス鋼 炭素鋼
熱伝導率が比較的低い。熱伝導率が高い。
耐摩耗性に優れています。耐摩耗性が悪いです。
ステンレス鋼の熱処理は難しいですが、炭素鋼は簡単に熱処理できます。
ステンレス鋼は簡単に洗浄できます。炭素鋼の洗浄性はステンレス鋼よりも劣ります。

炭素鋼とステンレス鋼の違いは、金属の特性を知らない人にとってはよくある混同です。しかし、この記事がお役に立てば幸いです。これで、炭素鋼とステンレス鋼の重要な違いがご理解いただけたかと思います。