ステンレス金属の性質って？アルミや鉄との違いは？

日常生活の中で、よく目にする金属にステンレスがあります。

ステンレスが他の金属とどう違うのか、どのような特徴があるのか、明確に説明できるでしょうか？

「なんとなくは知っているけれど、よく分からない」という人もいれば、「そもそも鉄やアルミニウムとの違いもうまく説明できない」という人もいるのではないでしょうか。

この記事では、ステンレスの特徴や性質とともに、ステンレスの種類やどのようなところで使われているのかをまとめました。

鉄やアルミニウムなどの金属との違いも紹介しているので、ぜひチェックしてください。

 ステンレス金属とは

ステンレスとは、英語だと“stainless steel”となり、「さびにくい鋼」という意味があります。

stainless steelを日本語に直訳すると「ステンレス鋼」となります。

一般的には「ステンレス」と呼ばれますが、正式名称はステンレス鋼が正解です。

ステンレスは、耐食性を向上させる目的で、鉄を主成分としてCrやNiを含有させた合金鋼です。C含有量が1.2％以下、Cr含有量が10.5％以上の合金鋼を指します。

ステンレス金属の特徴

ステンレスには、他の金属にないさまざまな特徴があります。

ここでは、ステンレスならではの特徴を確認しておきましょう。

強度が高い

ステンレスは強度が高いのが特徴です。

鉄に炭素を加えたステンレスは、鉄より強度が高くなります。

スチールと同じ強度にするのであれば、スチールよりも薄くできるので、軽量化できる点はメリットといえるでしょう。

ステンレスの種類によっては、熱処理するとさらに強度を上げられます。

さびにくい

ステンレスの特徴として多くの人がイメージするのはさびにくい点ではないでしょうか。

ステンレスの語源である「stainless steel（さびない鋼）」からも分かる通り、ステンレスは他の金属に比べてさびにくいのです。

金属は、空気中の酸素や水と反応し、酸化することでさびるので、真空状態ではさびません。

ステンレスに含まれているクロムは、空気中の酸素と結合すると「不動態皮膜」と呼ばれる酸化膜で金属表面を保護します。

この酸化膜があることで、金属の表面が直接空気に触れずに済むのでさびにくいのです。

耐熱性・保温性に優れている

ステンレスは耐熱性や保温性に優れています。

例えば、水筒やポットの内側にステンレスを使うことで、長時間温かさを維持できます。

一方で放熱性が低いのも特徴の一つです。

熱を持ちやすい車のエンジンパーツなどには、ステンレスは向きません。

 電気を通しにくい

ステンレスは、電気を通しにくい金属です。

鉄や銅などの金属と比べても電気を通しにくいので、通電が必要なところにステンレスを用いることはありません。

 熱が伝わりにくい

熱が伝わりにくいのも、ステンレスの特徴の一つです。

これは、ステンレスに含まれているクロムやニッケルが熱を妨げるからです。

フライパンなどの調理器具は、持ち手の部分だけステンレスにすることで、持ち手が熱くならず安全に使えます。

加工しにくい

ステンレスは、加工が難しい金属だといえるでしょう。

その理由として挙げられるのが、ステンレスの「加工硬化」です。

ステンレスには加工硬化という特性があり、加工時に力が加わると、ステンレスが硬くなります。

またステンレスをさびから守る酸化膜は、さび以外のものからも金属表面を守ろうとするので、加工しにくいのです。

加工硬化と酸化膜という特性により、ステンレスの加工には、工具の扱いを含めた技術が求められます。

リサイクルできる

ステンレスはリサイクルしやすい金属です。

製品としての役割を終えても、溶解して再利用できます。

手入れにも手間がかからないのも特徴の一つです。

ステンレスは、手入れをしなくても長く使えて、使い終わった後は再利用もできる、扱いやすい金属といえるでしょう。

ステンレスの種類

ステンレスには、多くの種類があることをご存じでしょうか。

ここでは、大きく以下の六つに分類して紹介します。

• マルテンサイト系
• フェライト系
• オーステナイト系
• 二相系
• 析出硬化系

マルテンサイト系

マルテンサイト系のステンレスは、熱処理することで強度や硬さを上げられます。

磁石に付きやすいのもマルテンサイト系ステンレスの特徴です。

炭素が少ないので、他のステンレスより耐食性では劣ります。

マルテンサイト系のステンレスは、強度や硬度が必要な製品に使われます。

【マルテンサイト系ステンレスが使われるもの】

• 刃物
• ノズル
• タービンブレード
• ブレーキディスク　など

フェライト系

フェライト系は、熱処理を行っても硬くならず、磁石が付きやすいステンレスです。

ニッケルを含まないクロム系ステンレスで、高温でも腐食しにくく、塩化物による応力割れも発生しません。

耐食性には劣りますが、Mo、Ti、Nb、Al、Si などの添加で、耐食性や耐酸化性を改善できるケースもあります。

フェライト系のステンレスは価格が安く、溶接性も良いのが特徴です。

【フェライト系ステンレスが使われるもの】

• 自動車の外装
• 800℃までの炉部品
• 化学設備　など

 オーステナイト系

オーステナイト系は、さびにくく、傷付きにくいステンレスです。

金属アレルギーの原因といわれるイオンが溶け出しにくいため、アクセサリーや医療機器にも使われます。

焼き入れ硬化性がないので、強度や硬度は他のステンレスより劣ります。

【オーステナイト系ステンレスが使われるもの】

• メスやハサミなどの医療機器
• アクセサリー　など

二相系

二相系は、フェライト系とオーステナイト系を掛け合わせたステンレスです。

強度と耐食性が優れており、塩化物に強いのも二相系ステンレスの特徴です。

【二相系ステンレスが使われるもの】

• 化学プラント
• 海水機器　など

析出硬化系

析出硬化系は、オーステナイト系とマルテンサイト系の特性を併せ持つステンレスです。

加工しやすく強度が高いのが特徴です。

【析出硬化系ステンレスが使われるもの】

• バネ
• ボルト
• 高強度のピン　など

ステンレスもさびることがある

ステンレスはさびにくい金属として知られていますが、絶対にさびないわけではありません。

どのようなときにステンレスがさびるのかを見ていきましょう。

もらいさび

さびた金属と長時間触れた状態にあると、さびにくいステンレスでもさびが出ます。

これを「もらいさび」といいます。

空気中の酸素とステンレスが反応してさびることもありますが、酸化膜の上にさびが付き、結果的にさびた状態になっていることもあります。

傷によるさび

ステンレスに傷が付いた場合、通常は酸素や水によって酸化膜が再生しますが、酸化膜が再生する前にさびてしまうこともあります。

ステンレスは、ステンレスそのものがさびないわけではなく、ステンレス表面の酸化膜によってさびにくくなっているに過ぎません。

酸化膜が傷付いたステンレスの表面は、他の金属と同じくさびやすいのです。

塩素によるさび

塩素に強い二相系のステンレスもありますが、基本的にステンレスは塩素系に弱いものです。

海水や塩素系の漂白剤は、ステンレスの酸化膜を傷付けることになります。

塩素により酸化膜が壊れることで、さびが付くこともあるでしょう。

ステンレスが使われている製品

耐食性に優れさびにくいステンレスは、多くの生活用品に用いられています。

• レンジフード
• システムキッチン
• ガスコンロ
• 冷蔵庫
• 炊飯器
• オーブンレンジ
• 給湯器
• 鍋

このように、キッチン周りに絞ってみても、これだけの製品にステンレスが使われているのです。

鉄やアルミとの違い

ステンレス以外に、アルミニウムや鉄なども身の回りの製品でよく使われる金属です。

それぞれの違いを確認しておきましょう。

ステンレスとアルミニウムの違い

アルミニウムは、ステンレスに比べて光沢がありません。

重さは、ステンレスの1/3ほどです。

磁石に付かない点はステンレスと同じですが、アルミニウムは指紋が付きにくい特性があります。

一円玉やビール缶のほか、輸送機器や建築物などの材料にも使われます。

ステンレスと鉄の違い

ステンレスと鉄の大きな違いは、さびやすさでしょう。

空気中にある鉄は、時間が経つと酸化してさびます。

ステンレスは磁石に付きませんが鉄は磁石に付きます。

まとめ

ステンレスは、さびにくく強度が高いという特性を生かし、身の回りにある多くの製品に使われている金属です。

また種類によって、塩化物に強いステンレスもあれば磁石に付きやすいステンレスもあります。

今回紹介した、鉄やアルミニウムなど他の金属との違いも理解して、ステンレスの正しい知識を覚えておいてくださいね。