ステンレス鋼
ステンレス鋼の表面仕上げによく使われているのが、研磨を施した仕上げである。研磨仕上げ材は主に外観を装飾する用途に使われ、普段目にするステンレス鋼製の装飾金物や台所用品の多くは研磨仕上げがされている。
研磨仕上げの場合、市場に流通している研磨済み素材を使用する場合の他に、プラントのタンクなどのように設備施工後に研磨する場合もある。研磨仕上げの主な手法は、研磨目を残らせるベルト研磨と鏡面に仕上げることを目的とするバフ研磨の2種類である。硫黄系の研磨油は、研磨後にステンレス鋼表面に硫化物を生成し、耐食性を劣化させることがあるので注意を要する。研磨仕上げも、規格で仕上げ内容を示す記号が割り当てられている。JISまたはASTMで制定されている代表的な研磨仕上げについて以下に示す。
不要な部分を切りくずとして取り除きながら、所望の形状に作り上げるのが切削加工である。切削加工においては、ステンレス鋼は一般的に難切削材料といわれる。全ての切削加工自体はステンレス鋼に適用可能だが、普通鋼、銅、アルミニウムなどと比較すると切削しづらい。フェライト系と焼なまし状態のマルテンサイト系は炭素鋼に似た切削特性といえるが、加工硬化性が強いオーステナイト系の切削性が特に劣る。快削性の硫黄鋼 AISI B1112 を100 とする被削性指数の例を以下に示す。
異種金属接触腐食とは、異なる種類の金属が接触するときに電池が形成され、電極電位が低くなる方(卑な方)の金属で腐食が進む現象である。不働態化したステンレス鋼は、海水中の腐食電位列に代表されるように、鋼、鋳鉄、銅合金といった他の実用構造材料に対して電極電位の高い側(貴な側)となりやすい。そのため、異種金属接触腐食が起こる場合も、ステンレス鋼側の腐食よりも相手材料側の腐食が問題となることが実用上は多い。
異種金属接触腐食への影響要素としては、両金属の腐食電位列上の関係や面積の比率、電解質溶液の電気伝導率や流速が関係する。特に重要なのが面積比率で、接触する両金属の内の卑な金属の面積が、貴な金属の面積よりも小さければ小さいほど腐食が進展しやすくなる。よくある例はステンレス鋼板を普通鋼のボルトで締結したような事例で、ステンレス鋼板側が貴かつ面積大の状態で、普通鋼ボルト側が卑かつ面積小の状態であるため、ボルトの著しい腐食が起こり得る。
5 % で十分となった。
「ステンレス鋼」という名は、英語の名称 "stainless steel" の音訳に由来する。stainless steel という名は、ステンレス鋼を最初に実用化した一人であるイギリスのハリー・ブレアリーによって、より正確には、ブレアリーの鋼の耐食性を確認した刃物技師のアーネスト・スチュアートによって名付けられた。1914年にスチュアートがブレアリーが開発した鋼を「より変色しにくい (stains less)」と評した記録が残っており、それがステンレス鋼に対して「ステンレス」という言葉が使われた最初だと推定される。
日本語では、かつては「不銹鋼(ふしゅうこう)」という名でも呼ばれていた。現在では、短く「ステンレス」と呼ぶことも多い。業界用語として、さらに省略して「ステン」と呼んだり、ステンレス鋼のJISの材料記号がSUSであることから「サス」と呼んだりもする。
ステンレス鋼はリサイクル可能な材料であり、再融解してステンレス鋼製品の原料にできる。ステンレス鋼に含まれるクロム、ニッケル、モリブデンなどの合金元素は枯渇性資源であり、ステンレス鋼リサイクルの重要性は大きい。現状では、使い終わったステンレス鋼製品のおよそ 80 % がスクラップとして回収され、リサイクルされていると推定される。国からの補助など無しで、経済的にリサイクルが成立できている。
特に、オーステナイト系(クロム・ニッケル系ステンレス鋼)は非磁性であるため、他の鉄スクラップと分別しやすい長所がある。一方で、フェライト系やマルテンサイト系(クロム系ステンレス鋼)は磁性があり、分別しづらいという短所がある。また、クロム系の場合、ステンレス鋼スクラップとフェロクロムの価格差が小さいため、回収費用に対して割に合わないといった課題もある。
これらの理由から、クロム系の大半は分別されずに、普通鋼スクラップとして回収されたり、クロム・ニッケル系とまとめて回収されたりしている。2003年から2005年までの日本のステンレス鋼市場を対象に行われたマテリアルフロー解析の結果によると、クロム・ニッケル系ステンレス鋼として回収できたスクラップ回収率は 75 % から 98 % であったが、クロム系ステンレス鋼として回収できたスクラップ回収率は 12 % から 34 % に留まっていた。
クロム系の中でもフェライト系の利用量は、オーステナイト系に次いでおり、利用のさらなる拡大が予測されている。そのため、フェライト系の分別回収を確立し、含有されているクロムをさらに有効活用することが期待されている。クロム系スクラップの回収率向上が、ステンレス鋼リサイクルにおける今後の課題の一つとなっている。
使用ガスにはアルゴン・水素を使用すると切断面の品質が最もよく、ステンレス鋼でもアルゴン・水素が主流である。プラズマ切断の場合、100 mm を超える板厚まで切断可能である。レーザーを熱源とするのがレーザー切断で、適用板厚は小さいが、高精度な切断が可能である。ステンレス鋼のレーザー切断の場合はアシストガスに窒素がよく使われ、切断面の酸化を起こさずに金属光沢のある断面を得られる。
溶断のほかには、一対の刃で挟んでせん断メカニズムにもとづいて素材を切り落とすせん断加工がある。鉄鋼メーカーが生産したコイルをさらに幅を小さなコイルや平板にするシャーリングや、プレス機械で板を打ち抜く打ち抜き加工がせん断加工に該当する。ステンレス鋼のせん断加工の場合、材料強度が高めのため、普通鋼や軟鋼よりも大きな力を要し、十分な能力を持った機器の選定や刃型の管理がより重要となる。せん断加工では、良好な切断のために、向き合う刃先のクリアランス(すきま)を材質や板厚に応じて適切に設定する必要がある。ステンレス鋼でも種類に応じた設定クリアランスの傾向がある。
他の機械的な切断方法にはウォータージェット切断がある。高速で噴射された超高圧水で素材を切断する方法で、熱影響や加工ひずみがないという長所があり、精密切断などに用いられている。