1: SUS304とSUS403の基本特性の比較
1-1: SUS304とは何か
SUS304は、オーステナイト系ステンレス鋼の代表格であり、クロム（Cr）18%、ニッケル（Ni）8%を含有しています。耐食性・成形性・溶接性に優れており、食品機器、建築資材、配管、化学装置など幅広い分野で使用されています。また、常温では非磁性である点も特徴です。
1-2: SUS403とは何か
SUS403は、マルテンサイト系ステンレス鋼に分類される材料で、主にクロム（Cr）11.5〜13%を含みます。焼入れ可能な鋼種であり、高硬度・高強度が得られるのが特長です。磁性があり、機械構造用部品、タービンブレード、バルブなどに使用されます。
1-3: SUS304とSUS403の化学成分の違い
- SUS304：Cr18%、Ni8%、C≤0.08%
- SUS403：Cr11.5〜13%、Niはほぼ含まれず、Cはやや高め（最大0.15%程度）
この違いにより、SUS304は耐食性が高く、SUS403は硬度が高い傾向があります。
1-4: 主な特性の比較
| 特性 | SUS304 | SUS403 |
|---|---|---|
| 結晶構造 | オーステナイト系 | マルテンサイト系 |
| 耐食性 | 非常に高い | 中程度 |
| 機械的強度 | 中程度 | 高い（熱処理後） |
| 磁性 | なし（常温） | あり |
| 溶接性 | 優れる | 劣る（硬化の恐れ） |
2: 強度に関する詳細な比較
2-1: 引張強度の比較
- SUS304の引張強度は約520〜750 MPaとされ、成形性と強度のバランスが取れています。
- SUS403は焼入れ処理を行うことで、最大で約1,300 MPaまで引張強度が向上するため、高強度を要求される部品に適しています。
2-2: 硬度の違い
- SUS304：焼入れ不可のため硬度はHRB 80〜90程度。
- SUS403：焼入れによりHRC 45〜55程度まで上昇可能。
したがって、耐摩耗性が求められる部品にはSUS403が有利です。
2-3: 加工による強度向上
SUS304は冷間加工により硬化する性質があり、加工硬化によって一部強度を上げることが可能です。一方で、SUS403は熱処理（焼入れ・焼戻し）によって強度を調整するのが一般的です。
2-4: 熱処理の影響
- SUS304はオーステナイト構造を保持しており、焼入れによる強度向上はできません。
- SUS403は焼入れ焼戻し処理によって構造をマルテンサイト化させ、大幅に硬度・強度を高めることが可能です。
3: 耐久性と環境に対する性能
3-1: 耐食性の比較
- SUS304は耐酸性・耐海水性に優れるため、化学プラントや厨房器具などに多用されます。
- SUS403はクロム含有量が低く、塩分や湿潤環境下では腐食しやすいため、屋内使用や塗装・表面処理との併用が推奨されます。
3-2: 高温環境での性能
- SUS304は約870℃まで使用可能で、高温酸化にも強いという特性があります。
- SUS403は熱伝導率が高く、短時間の高温環境には強いですが、長時間の高温環境では酸化や組織変化に注意が必要です。
3-3: 腐食に対する抵抗性の比較
- SUS304は点腐食、すきま腐食、粒界腐食に対する耐性が高い。
- SUS403は耐食性がやや劣るため、表面処理（窒化・クロムコーティングなど）が効果的です。
特に塩分環境下ではSUS403は腐食が進行しやすいため、用途選定が重要です。
このように、SUS304とSUS403は目的や使用環境に応じて明確に使い分けるべき鋼材です。次章では、加工性やコスト面を含めた実用的な選定基準について解説します。
4: 切削性と加工性の違い
4-1: 切削加工の特徴
SUS304はオーステナイト系であるため、加工硬化を起こしやすく切削抵抗が高いという課題があります。一方、SUS403はマルテンサイト系であり、硬度が高く刃物への負担が大きいものの、加工硬化はそれほど顕著ではありません。
- SUS304：切削時にバリが出やすい・工具摩耗が早い
- SUS403：硬質なため工具の選定と条件管理が重要
4-2: 加工性に与える影響
SUS304は、曲げや絞りなどの塑性加工性に優れているため、成形加工や深絞り加工に向いています。
SUS403は塑性加工性が低く、切削や研削による機械加工が中心となりますが、焼入れ前は比較的加工しやすいという特徴があります。
- 成形加工：SUS304が有利
- 切削加工：SUS403（焼入れ前）が有利
4-3: 表面処理方法の違い
SUS304は耐食性に優れるため、特別な表面処理なしでも多くの環境で使用可能です。SUS403は耐食性に課題があるため、表面に対する保護処理が重要となります。
- SUS304：酸洗い、バフ研磨、電解研磨など
- SUS403：クロムメッキ、窒化処理、黒染め処理などが腐食対策に有効
5: 用途に応じた選定
5-1: SUS304が適した用途
SUS304は耐食性と加工性に優れていることから、以下のような用途で多く採用されています。
- 食品機械・厨房器具
- 医療機器・配管部材
- 建築用外装材・手すり
- 化学プラント・タンク
- 自動販売機・各種カバー類
耐薬品性・清潔性が求められる場面に最適です。
5-2: SUS403が適した用途
SUS403は硬度・耐摩耗性が求められる部品や、熱処理による強度確保が必要な箇所に使用されます。
- タービンブレード・ジェットエンジン部品
- バルブ・ポンプシャフト
- 工業用ナイフ・ブレード
- 各種工具部品
- 精密機械部品（焼入れ後）
表面処理や焼入れを前提とした構造部材に有利です。
5-3: 選び方のポイント
- 腐食環境・水回り：→ SUS304
- 摩耗や高強度が必要：→ SUS403
- 複雑な成形が必要：→ SUS304
- 焼入れして強度を上げたい：→ SUS403
コスト、加工性、耐久性、使用環境を総合的に考慮して選定します。
6: メリットとデメリットの整理
6-1: SUS304のメリット
- 優れた耐食性・耐酸性
- 加工性が良く、成形がしやすい
- 溶接性にも優れ、幅広い用途に対応
- 材料としての入手性が高い
6-2: SUS403のメリット
- 焼入れによる高硬度・高強度の実現
- 耐摩耗性に優れた特性
- 磁性があるため、磁気制御部品に適用可能
- 成分中にニッケルを含まず、コストが安定しやすい
6-3: 両方のデメリット
- SUS304のデメリット：
- 加工硬化が激しく、切削が難しい
- 高温下で粒界腐食が起きやすい
- 磁性がないため磁気応用に不向き
- SUS403のデメリット：
- 耐食性が低く、屋外・塩分環境に不向き
- 溶接性が劣る（割れやすい）
- 加工後に焼入れが必要で熱処理コストが発生
SUS304とSUS403はそれぞれが持つ特性を最大限に活かせる分野で活用されるべき素材です。加工内容や使用環境、長期的な信頼性を考慮したうえで、適材適所での材料選定が製品の品質と耐久性に直結します。
7: 市場動向とコストパフォーマンス
7-1: 価格の比較
SUS304はニッケルを多く含むため、価格は市場のニッケル相場に左右されやすい傾向があります。近年の資源価格高騰により、SUS304の単価は上昇傾向にあります。
一方、SUS403はニッケルをほとんど含まないため、価格が比較的安定しておりコストを抑えやすいという利点があります。
- SUS304：相場変動が大きく、価格高め
- SUS403：原材料費が安く、価格安定性に優れる
7-2: 製造コストにおける特徴
加工工程において、SUS304は加工硬化や工具摩耗によるコスト増加が生じる場合があります。
SUS403は焼入れなど熱処理工程が必要であり、そこで追加コストが発生します。ただし、加工性の高さと素材単価の低さでトータルコストを抑えやすい場合もあります。
- SUS304：加工性の課題により加工コスト増のリスク
- SUS403：熱処理工程のコストが課題
7-3: 経済性を考慮する理由
製品寿命やメンテナンス頻度を含めたライフサイクルコスト（LCC）の観点から素材を選定することは重要です。
- 耐食性が求められる環境ではSUS304が長寿命となり、結果的に交換や補修コストが抑えられる
- 強度と耐摩耗性が重視される機械部品ではSUS403が最適で、初期投資と維持コストのバランスが良好
安価な材料＝経済的とは限らず、用途と耐久性を見据えた選定が重要です。
8: まとめと今後の展望
8-1: 両者の選定ガイド
| 用途・環境 | 推奨材料 |
|---|---|
| 腐食環境（屋外・薬品） | SUS304 |
| 高強度・耐摩耗 | SUS403 |
| 溶接構造体 | SUS304 |
| 磁性・コスト重視 | SUS403 |
| 複雑な成形が必要 | SUS304 |
| 焼入れによる強度確保 | SUS403（焼入れ前提） |
素材の選定は、性能だけでなくコスト・加工性・環境耐性を総合的に評価することが重要です。
8-2: 技術の進化と今後の課題
今後は、以下のような技術革新が注目されています。
- 低コスト高耐食合金の開発：ニッケルに代わる素材でSUS304代替を目指す
- 表面処理技術の進化：SUS403でも高耐食性を実現するコーティング
- AIによる加工条件最適化：切削条件や工具寿命を自動調整
今後の課題は、素材単価の変動に強い材料開発や、多様なニーズへの柔軟な対応が挙げられます。
8-3: 知識の深化と活用方法
エンジニアや設計者は、ステンレス鋼材の違いを深く理解することで、製品の信頼性とコスト効率を高めることができます。特に以下の観点で知識を活用することが求められます。
- 設計段階での最適材料選定
- 加工現場との情報共有によるトラブル回避
- 取引先との技術的な意思疎通の強化
材料知識は“差別化できる技術力”そのものであり、今後ますます重要な武器となります。
SUS304とSUS403は、単なる「ステンレス鋼種の一つ」ではなく、性能・コスト・加工性・環境対応など多角的に評価されるべき重要素材です。正しい知識と選定力が、製品の品質と競争力を支える基盤となります。
