SUS303とSUS304の棒材の選び方——JIS G 4303/G 4318の仕上げと許容差、耐食性と溶接

SUS303 と SUS304 の違いは、硫黄を入れて削りやすくしたかどうか

丸棒から削り出す部品の図面では、材質欄が SUS303 と SUS304 のどちらかになっていることが多い。どちらも 18-8 系と呼ばれるオーステナイト系ステンレスで、見た目も磁性もほとんど変わらない。鋼種の全体的な選び方（304L や 316 系をどう使い分けるか、板や線を含めた規格の引き方）はステンレスの発注で指定することで扱った。この記事は、棒材で SUS303 と SUS304 のどちらを選び、何を発注書に書くかに絞る。

ステンレス鋼棒の JIS G 4303（2021 年 3 月 22 日改正）は、熱間加工したステンレス鋼棒（丸鋼・角鋼・六角鋼・平鋼）を対象に 64 種類の鋼種を規定している^[1]。その化学成分の表から、二つの鋼種の違う箇所を抜き出すと次のようになる。機械的性質は、固溶化熱処理を行った棒の規定値である^[1]。

表のとおり、引張強さや硬さの規定値は同じで、違いは硫黄とりんの範囲、クロムの範囲、絞りの下限にある。ほかの元素と鋼種は規格の表 3 と表 8 で確かめる。

硫黄が削りやすさを上げるしくみ

腐食防食学会の誌上 Q&A（1993 年）は、ステンレス鋼は黄銅やアルミニウム合金、軟鋼に比べて格段に削り難い材料なので、硫黄・セレン・鉛などの快削元素を加えて被削性を改善した快削ステンレス鋼が、加工効率や仕上げ面粗さを向上する目的で広く使われていると説明している。快削元素としては硫黄が最も多く使われ、鋼中では硫化マンガン（MnS）として固定され、被削性は MnS の量が多くなるほどよくなるので、JIS では硫黄系快削ステンレス鋼の硫黄量を 0.15% 以上と規定している、としている^[3]。

鉄と鋼の論文（2014 年）は、オーステナイト系ステンレス鋼は加工硬化が大きく熱伝導率が小さいことから被削性が悪いとし、硫黄快削ステンレス鋼として広く市販されている SUS303 では、快削性介在物である MnS が加工方向に伸長することで引張強度などに異方性が生じる、と書いている^[4]。棒の長さ方向と直角方向で性質が揃わない、ということで、薄肉の部品や、棒の直径方向に力がかかる部品では設計の側に伝えておきたい性質である。

耐食性：水がかかる、結露する部品では SUS303 を避ける

同じ Q&A は、硫黄すなわち MnS の存在によって被削性は改善されるが、耐食性は逆に著しく低下する、と明記している。中性の塩化物水溶液では硫黄量が増えるにつれて孔食やすき間腐食が起きやすくなり、MnS によって不動態皮膜が不完全になること、不安定な MnS が最初に溶けることを理由に挙げている^[3]。そのうえで、硫黄系の快削ステンレス鋼は大気中程度の腐食環境には耐えるが、水溶液中では（結露水程度でも）わずかな酸化剤の存在で孔食やすき間腐食を生じることが経験的に知られており、水溶液や結露するような環境での使用は勧められない、と結論づけている^[3]。

同じ回答は、半導体や食品工業用の機器では、ごく微量の金属イオンの溶出のような軽い腐食でも問題になるとし、その起点となる MnS の量が多いものは SUS304 や SUS316 でも腐食に敏感になる、とも書いている^[3]。鉄と鋼の論文も、ステンレス鋼の最大の特長である耐食性が MnS によって大きく劣化すると述べている^[4]。

この二つの資料から、発注側として判断できることは次のとおりである。部品が屋内の乾いた環境で使われ、切削の工数が費用を左右するなら、SUS303 を選ぶ理由がある。部品が水に触れる、洗浄される、結露する、薬液や食品に触れるなら、SUS304 か、塩化物の環境なら 316 系を選ぶ（316 系の選び方は前述の記事で扱った）。迷ったときは、図面の材質を決める前に、部品が置かれる環境を設計者と確かめる。

Q&A は、マンガンと硫黄の比（Mn/S）を小さくする、定電位電解処理で不動態皮膜を強化するなどで快削ステンレス鋼の耐食性を改善できるとしつつ、従来の快削元素を加えた鋼の改善には限度があり、実用上はせいぜい SUS304 並みの耐食性が得られればよしとしなければならない、と書いている^[3]。不動態化処理を後から加えれば SUS303 が SUS304 より耐食性に優れた材料になる、とは読めない。処理の指定はステンレスの不動態化処理の指定で扱った。

溶接する部品に SUS303 を選ばない理由

ステンレス協会の技術資料「ステンレスの溶接」は、溶接割れのうち高温割れを、溶接後 900℃ 以上の高温で発生し、最終凝固部の収縮による割れ（凝固割れ）で、オーステナイト系ステンレスで起こりやすいものとしている。対策として、溶接金属に少量のデルタフェライトを含むような溶接材料を選ぶこと（耐食性の劣化に注意）と、鋼中のりんと硫黄を低減することを挙げている^[5]。

SUS303 は、硫黄を 0.15% 以上と下限で規定し、りんの上限も 0.20% と SUS304（0.045% 以下）より高い^[1]。協会の資料が割れの対策として挙げる方向とは逆の成分である。今回確かめた資料には、SUS303 の溶接性を直接評価した記述はなかったが、溶接構造の部品や、溶接で他の部品とつなぐ部品の材質に SUS303 を選ぶ理由は見当たらない。図面が SUS303 で、後工程に溶接が入っている場合は、材質の見直しを設計に問い合わせる。溶接そのものの指定は溶接を含む部品の発注で指定することで扱った。

丸棒は「どの仕上げで買うか」で引く規格が変わる

ステンレスの丸棒は、熱間加工のままの黒皮の棒、表面を削った皮むきの棒、引抜きや研削で寸法を詰めた冷間仕上げの棒で流通している。JIS では黒皮の棒と熱間仕上げの切削材が JIS G 4303、冷間仕上げが JIS G 4318（冷間仕上ステンレス鋼棒・2016 年 3 月 22 日改正）の範囲になる^[1][2]。表面を削った棒は、JIS G 4318 の製造方法にも切削（記号 T）があるので、どちらの規格で買うかを決める必要がある（下の「仕上げの種類を一覧にすると」を参照）。JIS G 4318 の 32 種類には SUS303 も SUS304 も含まれている^[2]。

熱間仕上げの棒（JIS G 4303）

JIS G 4303 は、棒は熱間圧延・熱間鍛造などの熱間加工の後に熱処理を行い、ただし受渡当事者間の協定によって熱処理を省略して熱間加工ままとしてもよい、としている。熱処理の状態は記号で表し、熱間加工ままが R、焼なましが A、焼入焼戻しが Q、固溶化熱処理が S である。熱処理などで生じた黒皮は、必要な場合には酸洗、切削などの適切な方法で除去する^[1]。熱処理を省略した熱間加工ままの棒には機械的性質を適用しない、とも定めている^[1]。表の機械的性質を前提に設計した部品なら、熱処理の状態（オーステナイト系なら固溶化熱処理）を発注書に書く。

寸法の許容差は、熱間圧延の丸鋼と、丸鋼の切削材（いわゆる皮むき材）で別の表になっている。たとえば径 25 mm を超え 35 mm 以下の熱間圧延丸鋼は ±0.5 mm、径 25 mm を超え 80 mm 以下の切削材は ＋0.25 mm／0 mm である^[1]。長さの許容差は 7 m 以下で ＋40 mm／0 mm、曲がりは任意の位置の長さ 1 m あたり 3 mm 以下とされている^[1]。黒皮の棒は削り代を見込んで径を選ぶ必要があり、JIS G 4303 の切削材はマイナス側の許容差がない。同じ皮むきの棒でも、JIS G 4318 の切削（T）として買えば、許容差は次に述べる等級（11〜13 級）で決まる^[2]。どちらで買うかで、仕入先が用意する径も費用も変わる。

冷間仕上げの棒（JIS G 4318）

JIS G 4318 は、棒の材料は JIS G 4303 などの寸法許容差以外の規定を満足するものとし、それを冷間圧延、冷間引抜き、研削、切削またはこれらの組合せで製造し、必要に応じて熱処理、酸洗、ショット加工を行う、としている。製造方法は記号で表し、冷間引抜きが D、研削が G、切削が T、固溶化熱処理が S などである^[2]。

寸法の許容差は、穴と軸のはめあいと同じ等級の考え方（h8〜h18）で定められ、どの等級を適用するかは注文者が指定する。丸鋼の場合、研削は 8・9・10 級、引抜きは 9・10・11 級、切削は 11・12・13 級の範囲から選ぶ^[2]。たとえば径 18 mm を超え 30 mm 以下の丸鋼なら、9 級（h9）は 0〜－0.052 mm、11 級（h11）は 0〜－0.13 mm である。丸鋼の偏径差は許容差の 30% 以下とされている^[2]。

注意したいのは機械的性質である。JIS G 4318 は、機械的性質は特に注文者の指定がある場合に試験を行い、その規定値の有無と規定値は受渡当事者間の協定による、としている（規定値なしとは、規定値を協定せず実績値だけを報告すること、と注記している）^[2]。硬さの測定位置も、注文者から特に指定のない限り製造業者の判断による^[2]。冷間仕上げの棒を買って、強さや硬さに要求がある部品を作るなら、その値と試験を注文時に決めておかないと、成績書に合否の基準が載らない。

仕上げの種類を一覧にすると

棒の質量を見積もる場合、JIS G 4303 は計算質量の算出方法を表 20・表 21 で定めていて、SUS303 と SUS304 の基本質量は同じ値になっている^[1]。計算の手順は鋼材の重量の計算で扱う。

発注書に書くこと（棒材・303/304）

ここまでの規定を、発注書と図面の注記に落とすと次のようになる。1 から 4 は規格の項目を埋めるもの、5 と 6 は発注側の判断として足すものである。

1. 鋼種記号と規格番号
「SUS304（JIS G 4303）」「SUS303（JIS G 4318）」のように書く。棒であることを記号で表す場合、JIS G 4303 では末尾に -B、JIS G 4318 では -CB を付ける（例 SUS304-B、SUS304-CB）^[1][2]。

2. 形状・寸法と仕上げ
丸鋼・六角鋼などの別、径または対辺距離、長さ。熱間仕上げなら黒皮か切削材か、冷間仕上げなら製造方法（引抜き・研削など）と許容差の等級（h9 など）。

3. 熱処理の状態
JIS G 4303 の棒で機械的性質の規定値を前提にするなら、熱処理の状態（固溶化熱処理 S など）を指定する。熱間加工ままの棒には機械的性質が適用されない^[1]。

4. 検査文書の種類
JIS G 4303 は、注文者から報告の要求がある場合に検査文書を提出しなければならないとし、注文時に特に指定がない場合は検査証明書 3.1 によるとしている^[1]。JIS G 4318 も、要求がある場合に 3.1 と同一内容の検査文書を提出するとしている^[2]。どちらも要求しなければ出てこない。区分の違いはEN 10204 のミルシート区分にまとめた。

5. 機械的性質の値（冷間仕上げで必要なとき）
JIS G 4318 の棒で強さや硬さに要求があるなら、値と試験を協定して発注書に書く^[2]。

6. 使う環境と後工程
水に触れる、溶接する、といった条件がある部品で SUS303 が指定されていないかを確かめ、該当すれば材質を設計に問い合わせる。

受入で確かめること

SUS303 と SUS304 は外観で見分けにくいので、注文時に検査文書を求めておき、受入ではミルシートの値で確かめる。いちばん効くのは硫黄の値で、SUS303 なら 0.15% 以上、SUS304 なら 0.030% 以下になっているはずである^[1]。304 で注文した棒の成績書に 0.2% 前後の硫黄が書かれていれば、303 を取り違えて出荷された可能性がある。

現品と成績書の結び付きは表示で確かめる。JIS G 4303 は、検査に合格した棒に、種類の記号、寸法、熱処理の状態を表す記号、製造業者名またはその略号、溶鋼番号または検査番号を表示するとしている（径 30 mm 以下の棒は結束ごとの表示でもよい）^[1]。JIS G 4318 の表示項目には、これに加えて許容差の等級の記号と製造方法を表す記号、本数または質量が入る^[2]。等級を指定して買ったのに、ラベルに等級の記号がなければ問い合わせる。

証明書の成分は溶鋼（ヒート）の分析値で、届いた棒そのものの分析値ではない。届いた材料の成分を確かめたい場合、JIS G 4303 は注文者が製品分析を要求したときに、規格値に JIS G 0321 の許容変動値を適用するとしている^[1]。重要な部品なら、注文時に製品分析を求めておく。海外の規格の材料（AISI 303 など）で受ける場合の承認の進め方は、同等材の指定と承認で扱った。

よくある質問

図面は SUS304 ですが、仕入先から「削りやすい SUS303 にしたい」と提案されました

受ける前に三つ確かめる。部品が水に触れる・結露する環境で使われないか^[3]、後工程に溶接がないか^[5]、機械的性質で絞りの下限（303 は 50% 以上、304 は 60% 以上）が効く設計でないか^[1]。どれにも当たらず設計が了承するなら、図面の材質を改訂してから切り替える。図面を変えずに材料だけ変えると、受入でミルシートの鋼種が図面と合わなくなる。

「研磨棒」で注文すると、どの規格になりますか

研削で仕上げた冷間仕上げの棒は JIS G 4318 の範囲で、製造方法の記号は G、丸鋼の許容差の等級は 8・9・10 級から注文者が選ぶ^[2]。「研磨棒」とだけ書くと等級が決まらないので、「SUS303-CB 研削 h9」のように等級まで書く。

SUS303 でも、表面処理をすれば水回りに使えますか

耐食性を上げる方法はあるが、従来の快削元素を加えた鋼では改善に限度があり、実用上はせいぜい SUS304 並みとされている^[3]。水回りに使うなら、はじめから SUS304 など硫黄を加えていない鋼種を選ぶ方が筋がよい。

まとめ

SUS303 と SUS304 の棒材の違いの中心は硫黄で、SUS303 は削りやすさと引き換えに耐食性が下がり、硫黄とりんが多いので溶接割れの対策とも逆の成分になっている。水がかかる、結露する、溶接する部品は SUS304、乾いた環境で切削工数が効く部品は SUS303 を軸に選ぶ。棒は仕上げで規格が分かれ、熱間仕上げ（黒皮・熱間仕上げの切削材）は JIS G 4303、冷間仕上げ（引抜き・研削・切削）は JIS G 4318 で注文する。冷間仕上げでは許容差の等級を注文者が指定し、機械的性質は指定しなければ規定値がない。注文時に検査文書を求めておけば、受入ではミルシートの硫黄の値で鋼種の取り違えを見分けられる。あわせて表示で現品と成績書を結び付ける。

同じ束では、工具鋼の選び方をSKD11・SKD61・SK85 の使い分けで扱う。

出典・参考資料

1. JIS G 4303:2021 ステンレス鋼棒（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2021 年 3 月 22 日改正・2025 年 10 月 20 日確認）
2. JIS G 4318:2016 冷間仕上ステンレス鋼棒（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2016 年 3 月 22 日改正・2025 年 10 月 20 日確認）
3. 滝沢貴久男「Q&A 快削ステンレス鋼の実使用方法」材料と環境 42 巻 2 号（腐食防食学会／1993 年 2 月）
4. 川尻將洋ほか「h-BN 粒子分散 SUS304 系快削ステンレス鋼の切削表面粗さに及ぼすボロン添加量の影響」鉄と鋼 100 巻 12 号（日本鉄鋼協会／2014 年）
5. ステンレスの溶接（一般社団法人ステンレス協会／2012 年）

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