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ステンレス鋼とは?1分でわかる意味、特徴、線膨張係数、降伏点、引張強度

この記事の要点

ステンレス鋼は耐食性を付与した鋼で、クロムを多く含む特殊鋼です。

明確な降伏点を持たず、ひずみ0.1%時の応力度を降伏強度とみなす点が建築士試験で問われます。

この記事では、ステンレス鋼とは何かを整理します。

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ステンレス鋼とは、耐食性を付与した鋼のことです。普通の鋼に比べて、クロムの量を多くしています。今回はステンレス鋼の意味、特徴、線膨張係数、降伏点と降伏条件、引張強度について説明します。※鋼の種類、特殊鋼の意味は下記の記事が参考になります。

鋼材の種類は?種類一覧・用途と材質の特徴・記号(SS・SN・SM材の違い)

特殊鋼とは?普通鋼との違いと耐火鋼・高張力鋼の特性

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ステンレス鋼とは?

ステンレス鋼は、耐食性を付与した鋼です。ステンレス鋼は、普通の鋼に比べてクロムの量を増やしています(およそ11%以上で錆びにくくなります)。


構造部材として使うことは少ないですが、仕上げ材の一部や、ルーバー、カーテンウオールなどに利用されます。ルーバーなどは、外気や雨に晒されるため、耐食性のあるステンレス鋼が、都合が良いです。

ステンレス鋼の特徴

ステンレス鋼の特徴を下記に整理しました。


・錆びにくい(耐食性が高い)

・耐火性に優れる

・耐低温性がある

・溶接性に優れる

・高力ボルトによる摩擦接合も可能


一般の鋼にはない特性があります。耐食性が求められる場所で使う鋼材です。※耐食性が必要な鋼材には、溶融亜鉛メッキを施すことも多いです。溶融亜鉛メッキの意味は、下記の記事が参考になります。

溶融亜鉛メッキとは?すぐに分かる特徴や規格、溶融亜鉛メッキボルト


ステンレス鋼以外の特殊鋼(耐火鋼など)は、下記が参考になります。

特殊鋼とは?普通鋼との違いと耐火鋼・高張力鋼の特性

ステンレス鋼の線膨張係数、降伏点、引張強度、降伏比

ステンレス鋼の線膨張係数、降伏点、引張強度、降伏比を下記に示します(SUS304Aの場合)。


線膨張係数 ⇒ 1.7×10-5/℃

引張強度 ⇒ 520N/m㎡以上

降伏比 ⇒ 0.4 程度

ヤング係数 ⇒ 1.93×105N/m㎡


なお、SUS304Aを建築構造用ステンレス鋼といいます。基準強度は235でSN400と対応します。ヤング係数は、一般の鋼に比べてやや低いです(概ね同等)。


※ヤング係数の意味は下記が参考になります。

ヤング係数(弾性係数)とは?求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】


ステンレス鋼には明確な降伏点が存在しません。そこで、ひずみが0.1%時点の応力度を、降伏強度と考えます。


降伏比が規定されており、塑性変形を考慮した建物にも対応しています。※降伏比の意味は、下記が参考になります。

降伏比が簡単にわかる2つのポイントとは?

混同しやすい用語

普通鋼

普通鋼は炭素を主成分とした一般的な鋼材です。

ステンレス鋼がクロムを11%以上添加して耐食性を持つのに対して、普通鋼はクロムを多く含まず錆びやすい特性があります。

試験での問われ方|管理人の一言

建築士試験では、ステンレス鋼に明確な降伏点がなく、ひずみ0.1%時の応力度を降伏強度とみなすことや、線膨張係数・ヤング係数の値が問われます。(一級建築士 頻出:ステンレス鋼に明確な降伏点がなくひずみ0.1%時の応力度を降伏強度とすること・線膨張係数・ヤング係数の値が繰り返し出題)

ステンレス鋼の特性を整理した表を示します。

項目ステンレス鋼普通鋼
耐食性高い(クロム11%以上)低い(錆びやすい)
ヤング係数1.93×10?N/mm22.05×10?N/mm2
降伏点の定義ひずみ0.1%時の応力度明確な降伏点あり

まとめ

今回はステンレス鋼について説明しました。

意味が理解頂けたと思います。

ステンレス鋼は、耐食性を付与した鋼材です。

外気に晒される箇所に使います。

例えば、ルーバーやカーテンウオールです。

柱や梁などの構造部材は、一般的に仕上げ材の中に隠れるので、ステンレス鋼を使うことは少ないですね。

下記の記事も併せて参考にしてください。

鋼材の種類は?種類一覧・用途と材質の特徴・記号(SS・SN・SM材の違い)

特殊鋼とは?普通鋼との違いと耐火鋼・高張力鋼の特性

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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