日常生活に欠かせない「ステンレス」と「アルミニウム」の特徴と違い

佳秀工業では、金属・非金属を含めて年間に約400種類の材質の加工を行っています。
技術ブログは進化を続ける金属など新規素材の特徴について解説しています。
今回は身の回りの多くの製品に使用されている「ステンレス」と「アルミニウム」の特徴と違いについて紹介します。

目次
●ステンレスの特徴
・ステンレスが腐食しにくい理由
・ステンレスが使用されている製品
●アルミニウムの特徴
・アルミニウムが腐蝕しにくい理由
・アルミニウムが使用されている製品
●ステンレスとアルミニウムの相違点
・強度
・表面処理の有無
・加工性
●最後に

ステンレスの特徴

通常「ステンレス」「ステン」などの名称でよく知られるステンレス鋼。その比重は約7.6～8.1とされ、これはアルミ（約2.7）やチタン（約4.5）より大きく、銅（約8.9）よりは小さい、鉄（7.8）や炭素鋼（7.8）に近い値です。
これはステンレス鋼が鉄を主として製造される金属であることが理由だと考えられます。その用途や性質によって含有量は異なりますが、概ねクロムが10.5％以上、その他にニッケルやモリブデンなどが含まれている耐食性が高い合金を一般的にステンレス鋼と呼んでいます。
ステンレス鋼が広く使用される理由は、耐食性の高さに加え加工性や強度などの面において優れた能力を持っているからです。近年では製造コストの減少とも相まってその生産量を増加させています。また、ステンレス鋼は品質劣化がほとんどないため、ほぼ100%リサイクル可能です。このように環境に優しい点も多く利用される理由に挙げられます。

ステンレスが腐蝕しにくい理由

ステンレス鋼の表面はnm（ナノメートル）レベルの極薄の膜（不動態皮膜）で覆われています。
この膜は主にクロムと酸素と水酸基が結合したもので、酸素があれば瞬時に再生される性質を持っています（傷の修復は不可）。
この膜がステンレスに含まれる鉄の酸化を防ぐため、屋外や人が触れる部分などの比較的条件が良くない環境で使用してもほぼ錆びることがありません。その優れた耐食性から鉄道車両や医療用品など様々な製品に使用されています。

ステンレスが使用されている製品

・スプーンやフォークなどの食器類、鍋やシンク（流し台）
・医療器具
・ドームの屋根（幕張メッセ・大阪ドーム・ナゴヤドーム等）、屋外モニュメント
・プール槽、貯湯槽など
・鉄道車両

アルミニウムの特徴

アルミニウム合金の比重は約2.7であり、鉄（約7.8）ステンレス鋼（約7.6～8.1）と比べると約1/3と、かなり軽量です。アルミニウム合金は一般的な金属と違い低温に対する耐久度が高く、温度が低くなるほど強度は上がり、液体窒素（-196℃）や液体酸素（-183℃）の極低温下でも使用することができます。そのため超極寒*の宇宙で活動する人口衛星や宇宙ロケット、宇宙服などの宇宙産業製品にも使用されています。

熱の伝導率は鉄の3倍ほどで、その特徴から鍋などの調理器具や冷暖房器具の他にヒートシンクなどにも使用されています。
新たにアルミニウムを精錬するには多くのエネルギーを必要としますが、すでに精錬されたアルミニウム合金の製品を溶かし、再生アルミにする際にかかるエネルギー消費量はごくわずかなため、経済的で環境にも優しい材料と言えます。

＊宇宙の最低気温：-270.42℃（絶対零度）