SUS316について解説します！
本日は材料解説シリーズ～SUS316編～です。
SUS316の特徴や用途、他のステンレス素材との違いなど解説していきますので、是非ご覧ください♪
SUS316とは
SUS316は、オーステナイト系ステンレス鋼の一種であり、耐食性に優れた高級グレードの材料として広く使用されています。
「SUS」とは「Steel Use Stainless」の略で、日本工業規格（JIS）に基づく呼称です。
SUS316は特に、塩化物（塩分）や酸などの腐食環境下に強い性質を持っており、SUS304と比較してワンランク上の耐腐食性能が求められる用途で使用されます。
SUS316の最大の特徴は、主要合金元素として「モリブデン（Mo）」を含有している点です。
一般的な成分組成（重量%）は以下の通りです。
・クロム（Cr）：16.0～18.0%
・ニッケル（Ni）：10.0～14.0%
・モリブデン（Mo）：2.0～3.0%
・炭素（C）：0.08%以下
・マンガン（Mn）：2.0%以下
・ケイ素（Si）：1.0%以下
・硫黄（S）：0.03%以下
・リン（P）：0.045%以下
・鉄（Fe）：残部
モリブデンの添加によって、SUS316は塩化物イオンに対する耐食性が大幅に向上しており、海水や各種酸性環境にも対応できる特性を備えています。
これにより、海洋構造物、化学プラント、医療機器など、過酷な環境下での使用に適した材料として評価されています。
また、SUS316は「オーステナイト組織」を持っており、常温では非磁性です。
この組織構造は、ステンレスの中でも優れた靭性や延性をもたらし、加工性や溶接性にも寄与しています。
さらに、加工中に硬化しやすい性質（加工硬化性）もあり、適切な条件下での加工が求められます。
JIS規格におけるSUS316は、ASTM規格では「AISI 316」や「UNS S31600」と対応しており、国際的にも広く認知されたステンレス鋼種です。
なお、より低炭素で耐粒界腐食性を高めた「SUS316L（Low carbon）」という派生鋼種も存在しますが、これは別項で詳しく解説します。
このように、SUS316はその化学成分に裏打ちされた高い耐食性と加工性を兼ね備えており、過酷な環境下でも安定した性能を発揮する優れたステンレス鋼材として位置づけられています。
SUS304との違いと特徴的な性質
SUS316は、一般的に最も広く使用されているステンレス鋼種であるSUS304としばしば比較されます。
両者は共にオーステナイト系ステンレス鋼に分類され、耐食性や加工性、非磁性などの基本的な特性を共有していますが、いくつかの重要な違いがあります。
その中でも特に注目されるのが「耐食性の違い」と「モリブデンの有無」です。
SUS304の成分はクロム（Cr）18%、ニッケル（Ni）8%が主成分で、通称「18-8ステンレス」と呼ばれています。
一方、SUS316はクロム16〜18%、ニッケル10〜14%、そしてモリブデン（Mo）2〜3%を含有しています。
このモリブデンがSUS304には存在しない最大の違いであり、SUS316の性能を際立たせる要因となっています。
モリブデンは、塩化物イオン（Cl⁻）に対する耐食性を飛躍的に高める効果があります。
これにより、SUS316は海水や塩害環境、化学薬品が存在する環境下でも優れた耐久性を発揮します。
一方、SUS304は日常使用では十分な耐食性を持つものの、塩素系の腐食環境では孔食や応力腐食割れ（SCC）が発生しやすい傾向があります。
また、SUS316はSUS304と比較して高温・低温環境に対しても安定した性能を示すことが知られています。
特に、高温多湿な場所での使用や、急激な温度変化が生じる工程などでは、SUS316の方がより適しています。
加工性においては、両者ともオーステナイト系のため延性が高く、溶接性や冷間加工にも優れています。
ただし、SUS316はやや加工硬化しやすいため、成形や切削時には工具選定や加工条件の調整が重要になります。
コスト面でも違いがあります。
モリブデンを含むSUS316は、SUS304よりも高価であるため、耐食性の要求が特に高い用途で選ばれる傾向があります。
たとえば、医療機器や化学装置、海洋設備、食品・飲料製造ラインなど、腐食リスクが高い現場ではSUS316が採用されることが多いです。
まとめると、SUS316はSUS304に比べて耐食性が高く、より過酷な環境下でも安心して使える素材ですが、その分コストが上昇します。
用途や環境に応じて、両者を適切に使い分けることが重要です。
耐食性のメカニズムとモリブデンの役割
SUS316が高い耐食性を発揮する最大の理由は、表面に形成される「不動態皮膜」と、そこに大きく貢献する「モリブデン（Mo）」の存在です。
この不動態皮膜は、非常に薄い酸化皮膜（主に酸化クロム）であり、空気や水に触れることで自然に形成され、内部の金属を腐食から守るバリアの役割を果たします。
オーステナイト系ステンレス鋼全般に言えることですが、クロム（Cr）を約10.5%以上含むことで、この不動態皮膜が形成されやすくなり、酸や酸化環境に対する耐食性が飛躍的に高まります。
SUS316は16～18%のクロムを含有しており、これだけでも相当な耐食性を持ちますが、そこに加わるのが「モリブデン」の存在です。
モリブデンには、主に以下の3つの耐食性強化効果があります。
・孔食（ピッティング）耐性の向上
塩化物イオン（Cl⁻）は、不動態皮膜を局所的に破壊することで「孔食」と呼ばれる小さな穴を金属表面に生じさせます。
これが進行すると材料の強度が著しく低下します。
モリブデンはこの孔食に対し、酸化皮膜を強化する働きがあり、塩化物による攻撃を抑制する効果があります。
・すき間腐食への耐性
すき間腐食とは、ガスケットやボルト接合部など、空気や液体の流れが遮られる狭い部分に生じる腐食です。
モリブデンはこうした環境でも、酸化皮膜の安定性を高めて腐食進行を抑える働きをします。
・酸性環境への耐性向上
硫酸やリン酸などの酸性溶液に対して、モリブデンは安定な酸化物を形成し、腐食反応を抑制します。
そのため、化学プラントや薬品タンク、医療器具といった酸性物質と接触する環境でも、SUS316は高い耐久性を発揮します。
このように、SUS316の優れた耐食性は、単にクロムやニッケルといった基本成分だけでなく、モリブデンによる効果が加わることで実現されています。
その結果、SUS316はSUS304では対応が難しいような過酷な環境、特に塩害地帯、海水設備、医療・薬品分野などに適していると評価されています。
さらに、SUS316のモリブデン含有量は、実際には2.0〜3.0%の範囲ですが、このわずかな差が耐食性に与える影響は非常に大きく、仕様や環境によって微調整されたグレード（例：SUS316LやSUS317）も選択されることがあります。
モリブデンは貴金属の一種であり価格が高いため、SUS316はSUS304よりもコストが上がる傾向にありますが、そのぶん長期的な耐久性と信頼性を求められる現場において、非常に有効な選択肢となっています。
SUS316の機械的・物理的特性
機械的強度・硬度・靭性の特徴
SUS316は、機械的な特性においてもバランスの取れた性能を持つステンレス鋼です。
特にその「強度」「硬度」「靭性（粘り強さ）」は、過酷な使用条件下でも信頼できる構造材として幅広く評価されています。
まず、SUS316の引張強さ（Tensile Strength）は約520〜750 MPa程度、降伏強さ（Yield Strength）は約205 MPa前後です。
これはSUS304とほぼ同等かやや高い数値であり、一般的な構造用鋼材（例：SS400など）と比較しても高い強度を持ちます。
また、伸び（Elongation）はおおむね40%以上と非常に高く、これは素材が破断するまでに大きく伸びることができる、つまり延性が高いことを示しています。
この高い延性と同時に、靭性（Toughness）にも優れています。
SUS316はオーステナイト系ステンレス鋼であるため、極低温環境でも脆性破壊が起こりにくく、マイナス196℃といった液体窒素温度領域でも良好な靭性を保持することが確認されています。
これは極低温タンクや医療用冷却装置などにおいて非常に重要な性能です。
硬度に関しては、SUS316のビッカース硬度（HV）はおおむね150〜200程度で、特に焼入れなどの熱処理を施さない状態でも十分な硬さを持ちます。
ただし、オーステナイト系ステンレスは焼入れによる硬化ができないため、強度向上には冷間加工や加工硬化を利用する必要があります。
たとえば、圧延や絞り加工を加えることで、降伏点が上昇し、より高い強度が得られます。
一方で、SUS316は加工硬化性が高いという特性も持っています。
これは塑性加工を繰り返すことで、内部組織が変化し、硬さが増す現象で、成形加工や冷間引抜などの工程では注意が必要です。
過度な加工硬化が進むと割れやすくなるため、中間焼鈍などの処理を挟みながら加工を進めることが求められます。
さらに、溶接後の熱影響部でも大きな強度低下を起こしにくく、加工部と溶接部との機械的性質のばらつきが少ない点もSUS316の長所のひとつです。
このため、精密機器や構造物においても、強度の一貫性が求められる部位に適用しやすい鋼種とされています。
まとめると、SUS316は高い引張強さと優れた延性、そして極低温でも失われにくい靭性を持つ、非常にバランスの取れた材料です。
そのため、信頼性と耐久性が重視される場面で多用され、特に医療、化学、海洋といった分野で多くの実績があります。
高温・低温環境下での性能
SUS316は、極めて広い温度範囲において安定した機械的性質と耐食性を発揮することから、過酷な熱環境下でも信頼されている材料です。
特に高温および低温環境の両方に対応できる数少ないステンレス鋼種の一つであり、その温度特性は医療、化学、航空宇宙、エネルギー分野などで高く評価されています。
まず高温環境において、SUS316はおおよそ870℃程度までの耐熱性を持ち、連続使用温度としては800℃前後が一般的な目安とされています。
これは主にクロムやニッケルの合金効果により、酸化皮膜が安定して形成され、酸化腐食（スケーリング）や熱変形に対して高い抵抗性を示すためです。
ただし、注意すべき点としてクリープ特性（高温での長時間荷重による変形）があります。
SUS316は高温でも比較的強度を保ちますが、500〜700℃の範囲ではクリープが顕著に進行する可能性があるため、高温機器の設計においてはクリープ強度も考慮する必要があります。
また、溶接部近傍では高温長時間の影響により「粒界腐食」や「σ（シグマ）相析出」といった脆化現象が起こることもあるため、使用温度や時間、設計条件に応じた材料選定と適切な熱処理が求められます。
一方で、低温環境に対する性能もSUS316の大きな特徴です。
オーステナイト系ステンレス鋼は、-196℃（液体窒素温度）という極低温環境でも靭性を失わない特性を持ちます。
これにより、クライオジェニック機器（極低温タンク、LNG設備など）や医療用冷却装置など、急激な温度変化や衝撃が加わる用途でも使用可能です。
一般に、炭素鋼やフェライト系・マルテンサイト系ステンレスでは、極低温環境で靭性が著しく低下し、脆性破壊を引き起こす可能性がありますが、SUS316はオーステナイト組織によってそのようなリスクを回避できます。
これにより、航空宇宙分野、液体酸素・液体水素関連設備、冷却機構などでの使用実績があります。
また、温度変化に伴う熱膨張係数にも注目が必要です。
SUS316の線膨張係数は20℃〜100℃で約16.0 × 10⁻⁶/K程度とやや大きめであり、精密な寸法管理が必要な機構部品では膨張対策を講じる必要があります。
高温環境では隙間やボルトの締め付け力に影響する可能性もあるため、設計段階で考慮することが重要です。
総じて、SUS316は高温でも耐酸化性を保ち、低温でも靭性が維持されるという非常にバランスの取れた耐熱・耐冷特性を持っています。
このような特性が、多様な環境下での採用を支える理由の一つとなっています。
磁性・電気伝導性・熱伝導性の特性
SUS316は、機械的・化学的な特性に加え、物理的特性においても多くの利点を持ちます。
ここでは特に「磁性」「電気伝導性」「熱伝導性」に着目し、SUS316がどのような特徴を持つかを解説します。
まず最も注目されるのが磁性の有無です。
SUS316は「オーステナイト系ステンレス鋼」であり、その金属組織は常温で安定したオーステナイト相を保っています。
これにより、基本的には非磁性、すなわち磁石にくっつかない性質を持ちます。
これは、SUS304と同様ですが、SUS316の方がモリブデンを含む分だけ、オーステナイト安定性が高く、より磁性が現れにくい傾向にあります。
ただし、冷間加工（塑性加工）を施すことで、部分的にマルテンサイト相が生成され、若干の磁性を帯びる場合があります。
特に深絞りや圧延などを繰り返した材料では、表面に磁石が反応することがありますが、これは一時的・局所的なもので、焼鈍（熱処理）により元の非磁性に戻すことが可能です。
磁性を避けたい医療用機器や電子装置などでは、冷間加工後の磁性の有無を確認することが重要です。
次に電気伝導性についてですが、SUS316は金属であるため通電性を持っていますが、その電気抵抗率は比較的高い部類に入ります。
具体的には、常温での電気抵抗率は約0.74 μΩ・m程度で、これは純銅（約0.017 μΩ・m）と比べると非常に大きな値です。
つまり、SUS316は導電体としては不向きであり、電気部品や配線材には通常用いられません。
逆に、電気絶縁性がある程度求められる構造体や筐体には適しています。
一方、熱伝導性も金属としては低い部類に入ります。
常温における熱伝導率は約16 W/m・K程度であり、これはアルミニウム（約200 W/m・K）や銅（約400 W/m・K）と比べるとかなり低く、熱を伝えにくい素材です。
この性質は、たとえば断熱性や耐熱構造を必要とする機器においては有利に働く場合がありますが、放熱性が重要な用途（ヒートシンクなど）には適していません。
さらに、熱膨張率も比較的高く、20〜100℃間での線膨張係数は約16×10⁻⁶/Kとされており、熱変形への配慮が求められる精密機器の設計時には注意が必要です。
総じて、SUS316は磁性がほとんどない非磁性材料であり、電気・熱の伝導性は低めという性質を持ちます。
これらの特徴は、医療用MRI機器、電子部品のケース、クリーンルーム部材などにおいて、極めて重要な選定要素となります。
SUS316の用途と活用事例
化学・医療分野での活用（耐薬品性）
SUS316は、優れた耐食性と耐薬品性を持つオーステナイト系ステンレス鋼であり、化学プラントや医療機器分野において高い評価を受けています。
特にモリブデン（Mo）の添加により、塩化物イオンや硫酸、塩酸、酢酸といった腐食性の高い薬品に対しても耐性を示すため、過酷な環境下でも安定した性能を発揮します。
化学分野では、薬品貯蔵タンク、配管、熱交換器、反応槽などに使用されることが多く、腐食による機器の劣化や漏洩を防ぐことで、長期的な運用と安全性を両立しています。
医療分野では、体内に埋め込まれるインプラントや手術器具、カテーテルの部材としても使用されており、生体との親和性と耐腐食性が求められる用途に適しています。
生体液（血液や組織液）に含まれる塩類や酸性物質に対しても耐性を持つため、長期間の使用にも適しており、アレルギーのリスクも比較的低いとされています。
また、クリーンルームなどでの使用においても、SUS316は表面が滑らかで汚れにくく、洗浄・滅菌処理にも強いため、医薬品製造機器や試験装置、培養槽といった装置部品にも採用されます。
これにより、異物混入や菌の繁殖を抑制し、高度な衛生管理を実現します。
海洋・沿岸環境での活用（耐塩害性）
海洋や沿岸部では、常に塩分を含んだ湿気や飛沫が存在するため、金属材料には非常に高い耐塩害性が求められます。
SUS316は、通常のステンレス鋼に比べてモリブデンを含有しており、これが塩化物イオンによる点腐食や孔食（ピッティングコロージョン）に対して高い抵抗力を発揮します。
そのため、造船・港湾施設・海洋構造物・オフショア設備など、塩害が避けられない環境での採用が進んでいます。
具体的には、係留装置、船舶の排気装置、バルブやフランジ部品、ステーなどの補強材として使用され、長期間の使用でもサビの発生を抑制できます。
沿岸地域の建築物でも、外装材や手すり、換気口といった外気にさらされる部位で使用され、腐食による劣化や美観の損失を防ぎます。
また、海洋観測機器や水中カメラ、潜水装備などでもSUS316は用いられており、過酷な塩水環境でも部品の劣化が少なく、信頼性の高い装置の構成が可能です。
塩水中での金属腐食は一度進行すると急激に劣化が進むため、耐食性の高いSUS316は、メンテナンス頻度の低減と長寿命化に大きく寄与しています。
食品・建築分野での利用例
SUS316は、食品や建築といった分野でもその高い耐腐食性と美観性が評価され、多くの製品や構造物に使用されています。
食品分野では、調理器具や製造装置、配管、タンクなど、衛生環境が重視される場面で活躍しています。
食品加工では、塩分や酸味の強い原料、洗浄・殺菌のための薬品にさらされることが多く、耐薬品性と非反応性を持つSUS316は理想的な素材です。
また、表面が滑らかで微生物の付着が少ないため、衛生管理が容易であり、HACCP対応施設にも適しています。
建築分野においては、ファサード、エントランス装飾、手すり、外部階段、屋上機器など、耐久性と美観の両立が必要な部位で使用されます。
とくに沿岸部や工業地帯など、大気中に腐食因子が多く含まれる地域では、SUS304では対応が難しい場面もあり、SUS316が採用されるケースが増えています。
経年劣化が少なく、清掃やメンテナンスが簡便なことから、公共施設や高級マンションなどでも人気があります。
SUS316の金属的な質感や美しさも建築意匠に活かされており、耐久性とデザイン性の両面から多くの建築家や設計者に選ばれています。
他ステンレス鋼材との比較と選定基準
SUS304との使い分けポイント
SUS316とSUS304はどちらも代表的なオーステナイト系ステンレス鋼であり、多くの共通点を持っていますが、使用環境やコスト、耐食性の要件に応じた適切な使い分けが求められます。
最も顕著な違いは、モリブデン（Mo）の添加有無にあります。
SUS316はモリブデンを約2〜3%含有しており、これがSUS304にはない耐食性の向上をもたらします。
特に塩化物（塩水・海水）や酸性環境に対する耐性が強く、孔食やすきま腐食に対して優れた耐久性を発揮します。
一方、SUS304はコストパフォーマンスに優れ、加工性も良好なため、建築内装、厨房器具、自動販売機、医療機器の外装など、腐食環境が比較的穏やかな用途に広く使用されています。
逆に、SUS316は化学プラントや海水処理装置、医療機器（特に体内に入るインプラント）など、より厳しい環境下での使用が想定されるケースで選定されます。
コスト面では、SUS316の方がSUS304より1.2〜1.5倍程度高価です。
したがって、耐食性がそれほど重視されない場合やコスト重視の案件ではSUS304が選ばれ、塩害や薬品に対する耐性が必要な場面ではSUS316が適しています。
また、溶接性や延性、加工性はほぼ同等ですが、SUS316の方がやや硬く、冷間加工時の応力腐食割れにも強いという特徴があります。
要するに、「使用環境が腐食性かどうか」と「予算」がSUS304とSUS316の選定における主な判断軸です。
軽微な差に見えて、長期的な運用コストや安全性に大きく影響するため、慎重な選定が求められます。
SUS316Lとの違いと選定の観点
SUS316とSUS316Lの主な違いは、炭素（C）含有量にあります。
SUS316Lは「Low carbon（低炭素）」のLを意味し、炭素含有量が0.03%以下に抑えられているのに対し、通常のSUS316は最大0.08%まで含まれています。
この違いは特に溶接部の耐食性と結晶粒界腐食に大きな影響を与えます。
ステンレス鋼は溶接によって加熱されると、炭素とクロムが結合してクロム炭化物が形成され、周囲のクロムが枯渇します（鋭敏化）。
これにより粒界に腐食が生じやすくなりますが、SUS316Lは炭素量が少ないため、クロム炭化物の生成が抑制され、溶接部でも高い耐食性を維持できます。
そのため、圧力容器や配管系統など、溶接を多用する装置ではSUS316Lが推奨されます。
強度に関しては、炭素が機械的強度をある程度高める要素であるため、SUS316の方がわずかに高い引張強度や耐力を示す傾向にあります。
ただし、差はそれほど大きくなく、特に冷間加工を施す場合や熱処理を行わない部品では大きな実用差は出ません。
また、SUS316Lは医療分野でも重宝されており、体内に長期間留置されるデバイス（例：骨接合用プレート、人工関節など）に使用されることが多いです。
これは生体適合性が高く、金属イオンの溶出が極めて少ないためです。
選定のポイントとしては、「溶接を伴うかどうか」「腐食環境の厳しさ」「生体適合性の要求」が判断基準になります。
コストは若干SUS316Lの方が高い傾向にありますが、溶接性や耐食性の優位性から、結果的にトラブルリスクやメンテナンスコストの削減につながるケースが多くあります。
二相系ステンレスやチタンとの比較
SUS316は優れた耐食性と加工性を持つステンレス鋼ですが、過酷な環境ではさらに高性能な材料が求められることがあります。
ここでは、代表的な高耐食材料である二相系ステンレス鋼（例：SUS329J4L）およびチタン（Ti）とSUS316との違いや選定のポイントを解説します。
まず、二相系ステンレス鋼は、フェライト相とオーステナイト相がほぼ50:50の割合で共存する構造を持ち、SUS316よりも高い強度と耐応力腐食割れ性を兼ね備えています。
塩素イオンを含む環境や高温高圧下での耐久性に優れ、化学プラント、発電所、海水淡水化装置などに使用されます。
また、引張強さはSUS316の約1.5〜2倍あり、肉厚の軽減による軽量化やコスト削減効果も期待できます。
ただし、冷間加工性や溶接性はオーステナイト系に劣るため、成形や溶接を伴う部品では注意が必要です。
一方、チタンは極めて高い耐食性を持ち、特に海水、塩酸、硝酸、さらには王水などにも耐えるという点で突出しています。
加えて、比重が鉄の約60%と軽量で、機械的強度も高いため、航空宇宙産業、海洋構造物、医療機器、熱交換器などの高耐久性が求められる用途に多く採用されます。
また、アレルギーが少なく生体適合性にも優れるため、人工骨や歯科インプラントとしても利用されます。
ただし、チタンは加工が非常に難しく、価格も高価であるというデメリットがあります。
工具摩耗が激しく、特殊な切削条件が必要であることから、量産や一般的な用途には不向きです。
コスト・加工性・供給安定性を考慮した場合、SUS316がもっともバランスの取れた材料といえます。
選定にあたっては、「耐食性の要求レベル」「機械的強度の必要性」「予算と加工性」の三要素を総合的に判断することが重要です。
SUS316は汎用性に優れる一方で、限界を超えるような条件下では、二相系ステンレスやチタンへの切り替えが検討されます。
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