熱交換器が1000°F（約283℃）の常温で作動していると、ステンレス製のボルトが錆びるのだ!なぜだろう？それは、高温になると、熱サイクルによって一部のステンレス鋼が非ステンレス鋼になってしまうことが判明したのです。ですから、事故が起きないようにファスナーの材料選びには注意が必要です。
ステンレスの背景 :

定義上、ステンレス鋼は10.5%以上のクロムを含むべきですが、著者はまだ含有率が低いと考えています。常温でステンレス鋼が錆びないようにするには、ステンレス鋼マトリックスのクロム含有量を12％程度にする必要があります。
一般的な意見に反して、ステンレス鋼は常にステンレス鋼であるわけではありません。熱サイクルにより、一部のステンレス鋼のクロム含有量は錆びるレベルまで低下する。しかし、ステンレス鋼には多くの種類があるため、通常は特定の用途に応じてこれらのうちの1つを選択することができる。

300シリーズステンレス鋼
300シリーズステンレス鋼は、18-8鋼としても知られ、ファスナー、継手、チューブ、パイプに最もよく使用される材料である。304タイプのステンレス鋼は、ステンレス鋼製ファスナーの材料として最も一般的である。18-8鋼は、300シリーズステンレス鋼のクロムおよびニッケルの公称含有量である。これらの材料は、表面に良好な耐食性を持っていますが、304ステンレス鋼は、炭素沈着の役割のために、850 ° F（約199℃）以上に加熱される。クロムの含有量が減少するようになります。クロムと炭素の高温は、炭化クロムを形成するために結合し、炭化クロムは、錆に強いではありません。この問題は、炭素含有量が304ステンレス鋼の1/3である304Lステンレス鋼を使用することで緩和することができる。321ステンレス鋼や347ステンレス鋼は、炭化クロムの発生をなくすことができる。321ステンレス鋼と347ステンレス鋼は、それぞれチタンとニオブを含んでおり、自然界では非常に安定した物質である。チタンとニオブの炭素に対する親和力はクロムよりも大きいので、高温で炭素とそれぞれ炭化チタンと炭化ニオブを形成し、クロムを保持します。ASTMAl93のボルト用300系ステンレス鋼は、304、321、347ステンレス鋼である。

300シリーズステンレス鋼の強度は、冷間成形時にのみ強化されるため、熱サイクルにより、温度が1000°F（約283℃）に達すると、ファスナーの強度は焼きなまし状態まで低下する。強度の低下が許容できない場合、安定した材料である321や347も満足できない。したがって、他の材料を検討する必要があります。

400系ステンレス鋼
400系ステンレス鋼は、300系ステンレス鋼よりもクロム含有量が少ないが、300系のような炭素析出の問題はなく、1200°F（約393℃）までの温度の作業環境でも熱処理して使用することが可能である。しかし、クロムの含有量が12％〜14％しかないため、深刻な化学雰囲気の中で使用すると腐食の環境になり、300系は16％〜20％のクロムを含むため、腐食することはない。同じの強さの300シリーズのステンレス鋼および400シリーズのステンレス鋼。400シリーズのステンレス鋼は磁性であるが、300シリーズのステンレス鋼は、非磁性である。ASTMF593によると、400系ステンレス鋼は410、416、430シリーズでファスナー用です。

lnconelシリーズ（lnconel International社提供）やHaynesシリーズ（Haynes International社提供）などのニッケル系材料は、高温用途に優れています。これらの合金鋼の多くは、少なくとも16％のクロムを含み、腐食防止に使用される。また、熱処理も可能である。高温で高い強度を持つ718合金鋼は、もちろんファスナーに最も使用される材料であろうし、宇宙船の標準的な細歯ファスナーである。モネル（ニッケル65％、銅33％）もありますが、こちらはファスナー用で、強度は非常に低いです。インコネルとヘインズは、718やX-750など、同じファスナー材料を提供しています。

A-286ステンレス鋼
航空宇宙産業で最も広く使用されているステンレス鋼の一つである。クロムを15％含む鉄系のステンレス鋼で、熱処理と冷間硬化が可能です。引張強さは冷間加工硬化なしで140-180ksi、熱処理と冷間加工硬化で220ksiに達するが、伸びが低すぎて疲労負荷に耐えられない。航空宇宙産業向けファスナーのほぼすべてのサプライヤーは、A-286ファスナーを供給することができます。

MP35NとMPl59
SPSテクノロジーズのMP35NとMPl59は、高温・腐食環境での用途に非常に優れた材料で、19%のクロムを含んでいます。これらの材料は航空宇宙産業でも高価な材料とされており、ワスパロイもこのグループの超高温用材料です。これらの材料は代替品がない場合にのみ使用され、高価で入手も容易ではありません。

要約
304ステンレス鋼を使用して1000°F（283℃）の作業環境では、そのような許容アニール状態に近い材料強度の低下として、賢明ではありません、そのような321または347ステンレス鋼として安定した材料を選ぶことができます：高強度の要件など、環境腐食は非常に深刻ではない、400シリーズステンレス鋼は、要件を満たすことができるはず使用してもかまいません。300 のシリーズおよび 400 のシリーズ ステンレス鋼が問題を、A-286 の使用解決できなければ。インコネル、ヘインズ、MP35NとMPl59は非常に良い材料ですが、コストが高いです。そして、取得することは容易ではありません。一般的な設計ルールは、満足のいく設計性能を得るために必要な場合にのみ、高価な材料を使用することです。