304と316は見た目が同じで、同じ研磨仕上げができ、どちらも錆に耐えます。両者を分けるのは一つの合金元素で、塩や酸に触れたときの缶の挙動を決めます。この一点の判断を正しく行えば、容器は何年も持ちます。誤れば孔食を起こします。
簡単な答え： 304と316のステンレス鋼の違いは何か。
モリブデンである。316には2〜3%含まれ、304には含まれない。これにより316は塩化物による孔食への耐性が高まり、PRENは約24〜26で、304の18〜20を上回る。どちらもオーステナイト系で、食品に使っても安全である。飲料水、食品、屋内用途には304、海洋、沿岸、塩化物の多い環境には316を使う。
どちらもオーステナイト系ステンレス鋼である。304はクロム約18%とニッケル約8%を含み、多くの人が「ステンレス」と言うときに指す合金である。316はクロム約17%、より多いニッケル、そして2〜3%のモリブデンを含む。モリブデンは、塩化物による孔食への耐性を高める元素である。孔食は、針穴のように始まり、壁を一気に貫通する局部腐食である。冶金の専門家はこれを数値で表し、孔食抵抗当量（Pitting Resistance Equivalent Number、PREN）= %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N とする。通常の304は18〜20前後、316は24〜26前後に位置する。この差が316の存在理由であり、316のほうが高価な理由でもある。
どちらのグレードも、クロムが約18％含まれ、これが酸素と反応して、表面全体に厚さ数原子の酸化クロム皮膜を形成するために、腐食に耐える。この皮膜が下地の鉄の錆を止めており、その決定的な性質は自己修復することである。傷がついても、酸素があれば、ごく短時間で再び形成される。
傷の付いたステンレス缶が、傷の付いた塗装缶とこれほど違う振る舞いをするのはこのためである。塗装鋼では、傷は露出した金属から腐食が始まり塗膜の下へ潜っていく創傷である。ステンレスでは、傷は直ちに再生する皮膜への一瞬の中断にすぎない。またステンレスが、パッキン下の隙間や継ぎ目にたまった水のような、よどんで酸素の乏しい条件を嫌うのも同じ理由である。酸素がなければ皮膜は維持できない。
塩化物はその皮膜を攻撃する。モリブデンが重要なのはそのためである。塩化物は皮膜を一点で、再生が追いつかない速さで破壊し、いったん孔が生じると、その孔自体が酸素の乏しいすきまとなって進行が加速する。塩化物による損傷が全面的な錆ではなくピンホールとして現れるのは、このためである。
飲料水、食品グレードの液体、および一般的な屋内または保護された環境での使用には、304が正しいグレードです。食品衛生上安全で、洗浄が容易で、何年もの繰り返し充填に耐え、通常の水であれば腐食に耐えます。ここで316を選ぶのは、その用途では決して必要とされない保護にお金を費やすことです。ほとんどの飲料水缶および食品用缶は304であるべきで、当社の製品もそうです。
温度は、多くの買い手が思う以上にその境界を動かす。塩化物孔食は温度への依存が強く、冷たい状態ならある鋼種が問題としない塩化物濃度でも、高温では侵食する。冶金学者は標準試験のもとで、その影響を臨界孔食温度として測る。冷たい飲料水を入れる304の缶は、限界のはるか内側にある。塩素系洗浄剤を使う高温の洗い流しサイクルにある同じ鋼種は、より厳しい使われ方に直面する。液体が何であるかだけでなく、何度になるかを述べること。
引き金となるのは塩化物です。沿岸および海洋の空気は塩分を運び、塩そのものが塩化物であり、数多くの工業用薬品も塩化物を伴います。こうした条件下では、316が耐える場面でも304は孔食を起こすことがあります。したがって、典型的な316の適用例は、海上または海の近くで使う缶、塩素系洗浄剤を用いる洗浄工程、または304では扱えない薬品です。環境が塩分を含むか、液体が攻撃的であれば、モリブデンはその割増価格に見合います。
仕様書は炭素も明記すべきである。ステンレスをおよそ450〜850 °Cの範囲に加熱すると、クロムが炭素と結合して結晶粒界に炭化物を形成し、その直近の金属からクロムを奪う。この狭い欠乏帯にはもはや不動態皮膜を保持するのに十分なクロムがなく、優先的に腐食する。冶金学者はこれを鋭敏化と呼ぶ。溶接された容器では、溶接部そのものではなく、溶接線に平行に走る侵食の線として現れる。
溶接は金属をその温度域に通すため、低炭素グレードが存在する。304Lと316LのLは炭素を約0.03%に抑えることを示し、通常の溶接サイクルの間に炭化物を形成できるほどの炭素が残らない水準である。溶接したうえで腐食環境に置かれる容器では、304と316のどちらにするかの議論がどう決着したかにかかわらず、L材こそが意味のある仕様であり、通常材は妥協である。
この2つの判断は独立しているが、混同されがちである。数字、すなわち304か316かは、金属がどれだけの塩化物に遭遇するかに答える。文字、すなわちLの有無は、腐食の起点となる溶接部があるかどうかに答える。沿岸部で使う溶接構造の缶には、その両方が必要である。
同じ304で作られた2本の缶でも、表面をどう仕上げたかによって性能が異なることがある。粗い仕上げは、表面積が大きく、堆積物が留まる場所が多く、微視的なすきまも多い。そのいずれもが、塩化物による孔食の起点になる。平滑な仕上げは、見た目が整っているだけでなく、耐食性が高い。
これは燃料よりも飲料水で重要になる。接液面が平滑であるほど洗浄しやすく、バイオフィルムの足がかりも減るからである。仕様書が材質グレードと並べて表面仕上げを指定しているなら理由はそこにあり、外観上の指定として扱わず、そのとおりに合わせる価値がある。
これに関連する工程が不動態化処理である。成形と溶接の後、化学処理によって治工具から付着した遊離鉄を除去し、酸化クロム皮膜が均一に形成されるよう促す。これを省くと、グレードとして正しい304でも、表面に埋め込まれた工場由来の汚染が錆びて、錆点が現れることがある。
錆の斑点は、材質のすり替えのように見えるが、実際にそうであることはほとんどない。遊離鉄は、炭素鋼の工具から、以前に軟鋼に使った研削砥石から、あるいは仕上げ面に残った切粉から、ステンレスへ移行し、湿った空気に触れると錆びる。その下のステンレスは無傷である。認められた仕様に基づく不動態化処理を行えば除去できる。工程を1つ省いてコストを削れば、最初の顧客検査で外観不良となる缶ができあがる。
買い手は、これに関連する俗説を現場での試験として使う。オーステナイト系ステンレスは名目上は非磁性だが、缶をプレスする工程である冷間加工によって組織の一部が変態し、成形した部分は弱く磁性を帯びる。プレスした角に磁石が軽く付くことは、金属が加工されたことを示すだけで、鋼種が違うことを示すものではない。鋼種を特定できる唯一の試験は、ミルシートか成分分析である。
等しく正反対の二つの誤りがある。一つは、屋内の飲料水用に「念のため」316を買うことで、そこでは304が同じ役割をより安く果たせる。もう一つは、沿岸や塩化物の多い用途でわずかなコストを削るために304を買い、一シーズンのうちに孔食が起きるのを見ることである。どちらも仕様の問題である。環境と液体を特定すれば、グレードはおのずと決まる。
2つの誤りは費用が生じる時点も異なり、だから一方は気づかれ、他方は気づかれない。過剰仕様は購入時に、誰かが承認しなければならない数字として、目に見える形で費用が生じる。過少仕様は使用中に、すでに現場にあり保証期間も切れた缶の孔食として、目に見えない形で費用が生じる。後者のほうが高くつく誤りである。
缶を溶接すると、その熱で標準グレードが溶接部の脇の帯状の領域で腐食を受けやすくなることがあり、これは鋭敏化と呼ばれる。低炭素の派生材である304Lと316Lはこれを避けられるため、溶接で製作する食品用容器や船舶用容器はL系グレードで指定されることが多い。ジェリカンで購入判断を左右することはまれだが、仕様書でこの用語が使われたときに理解しておく価値はある。
| 特性 | 304 | 316 |
|---|---|---|
| 組成 | 約18% Cr、8% Ni | ~17% Cr, 10–13% Ni, 2–3% Mo |
| PREN（孔食耐性） | ~18–20 | ~24–26 |
| 塩化物と塩分 | 良好 | より優れる |
| 耐酸性 | 中程度 | 高い |
| 食品および飲料水 | 可 | 可 |
| コスト | 低い | 高い |
| 最適な用途 | 水・食品・一般用途 | 海洋・塩化物・より強い化学物質 |
当社のステンレス製飲料水缶および食品グレード缶は、接液部全体がAISI 304です。飲料水および食品に適したグレードで、故障し得るライナーはありません。用途が船舶、沿岸、または塩化物の多い環境である場合はお知らせください。同じ設計で316をお見積りします。いずれの場合も、口頭の保証ではなく、当該グレードのミルシートをお渡しします。詳しくは 水・食品グレード製品群をご覧ください。まだ材質を選定している段階であれば、当社の ジェリカンの選び方ガイド が、一段上の視点から解説を始めています。
両グレードを、さらされる環境に合わせて使い分ける。
| 用途 | おすすめの缶 | 選ぶ理由 |
|---|---|---|
| 飲料水・食品、屋内 |  20L ステンレス製ウォータータンク |
AISI 304が適正グレード。316はご要望に応じて。 |
| 横置き、船舶・水洗い環境向け |  横型 ステンレス缶 — 5L / 10L / 20L |
低背型ステンレス。鋼種と内容物は見積り時に確認。 |
| NATOパターンのステンレス缶、燃料・一般液体用 |  ステンレス NATO規格缶 — 10L / 20L |
標準キャリアに収まる。鋼種は見積り時に確認。 |
| 非常持ち出し袋や車載キット |  5L ステンレス製ウォータータンク |
小型の304予備缶、片手で運搬。 |
316 はモリブデンをおよそ 2 から 3 パーセント含み、304 は含まない。モリブデンは、塩化物による孔食およびすきま腐食への抵抗を大きく高める。両者ともオーステナイト系で、いずれも食品に安全であり、通常の屋内および淡水用途では性能に差はない。
通常用途の飲料水には 304 で十分であり、標準的な選択である。高濃度で塩素処理された水、塩を含む空気の中に置かれる容器、あるいは沿岸や海上の環境で長期間満量のまま保管される場合は、316 に移行すること。
塩化物が存在する場合に限る。海洋、沿岸、凍結防止剤の環境では、316 は時間とともに 304 を貫通させる孔食を回避し、価格差は容易に正当化される。屋内プールの上部に設置する場合は、316 であっても定期的な清掃が必要である。内陸の乾燥環境や淡水用途では、測定できるだけの利点は得られない。
はい。ただし、水用、食品用、風雨を避けた用途に限る。18-8という呼称は、クロム約18%、ニッケル約8%を意味し、British Stainless Steel Associationは、これをグレード304、EN 10088では1.4301と特定している。塩化物が弱点である。Australian Stainless Steel Development Associationは、温かい塩化物環境では304に孔食とすきま腐食が生じ、引張応力がかかると約50 °Cを超える条件で応力腐食割れが生じるとしている。モリブデンを2〜3%含むグレード316は、沿岸や塩分の多い用途に適する。
名目上は磁性がない。316も304と同様にオーステナイト系ステンレス鋼であり、オーステナイト組織は非磁性である。冷間加工がそれを変える。プレスや曲げ加工で組織の一部が変態するため、缶の成形された角は磁石を弱く引きつけることがある。軽く磁石が付くのは、金属が加工されたことを示すだけで、グレードについては何も示さない。グレードを特定できるのは、ミルシートか成分分析のみである。
はい。塩化物に対しては304より強い。316に含まれる2〜3%のモリブデンにより、孔食抵抗当量は304の18〜20に対し約24〜26に上がり、塩分を含む空気、塩素系洗浄剤、塩化物を含む薬品が304に孔食を起こす環境でも耐える。ただし完全ではない。高温の塩化物溶液、酸素が届かない隙間、L品種ではないグレードの溶接部は、なお腐食する可能性がある。
そのクロムは、304では約18%、316では17%含まれ、酸素と反応して、表面全体に数原子の厚さの酸化クロム皮膜を作る。この皮膜が下の鉄の錆びを防ぎ、しかも自己修復する。傷がついても、酸素があればすぐに再生する。酸素を必要とするというこの性質が弱点でもあり、パッキンの下の隙間や継ぎ目にたまった水では、開放された表面では起こらない腐食が起こりうる。
はい。塩分を含む空気、海水、塩素系洗浄剤に含まれる塩化物は、不動態皮膜が再生するより速く一点で破壊し、その孔は酸素の乏しい隙間となって深くなっていく。熱は塩化物による腐食を悪化させる。溶接は、溶接部の脇の狭い帯からクロムを奪うことがあり、低炭素鋼種の304Lと316Lはこれを避ける。316は塩化物に耐えるためにモリブデンを2〜3パーセント加えており、沿岸には316、内陸には304が使われる理由はここにある。
見るべきパターンは3つある。ピンホールは塩化物による孔食で、一点から始まり、壁を貫通することがある。溶接部の中ではなくその脇に沿って走る腐食は鋭敏化で、溶接熱によって継手の隣でクロムが炭化物として固定されたものである。新品の缶に散らばる錆斑は、たいてい炭素鋼の工具に由来する遊離鉄が表面で錆びたものである。その下のステンレスは健全であり、不動態化処理で汚染を除去できる。
冶金の専門家は、孔食抵抗当量（PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N）で鋼種を順位づける。これは塩化物による孔食への耐性を表す指標である。304は18〜20前後、モリブデンを含む316は24〜26前後である。数値が高いほど、塩分と塩化物への耐性が高い。PRENが扱うのは塩化物のみであるため、使用温度、表面仕上げ、隙間の有無、缶が溶接されているかどうかと併せて読むこと。これらはいずれも使用時の結果を左右する。
はい。飲料水、食品、屋内や屋根のある環境での使用では耐食性があり、304が水缶の標準鋼種である理由もそこにある。弱点は塩化物で、塩分を含む空気、海水、塩素系洗浄剤で孔食が起こることがあり、孔食指数PRENは18〜20前後である。316はモリブデンを2〜3パーセント加えてPRENを約24〜26に引き上げ、沿岸や塩化物にさらされる用途に向く鋼種となる。
本ページが依拠する規格・法令を発行機関へのリンク付きで示す。市場規則を挙げている箇所については、仕様に反映する前に最新版を確認すること。
最終確認日 確認者： David Guru（共同創業者兼事業開発ディレクター）