JIS G4303 SUS410 マルテンサイト系ステンレス鋼：焼入れ焼戻し材の特性と用途
JIS G4303 SUS410 の概要
JIS G4303 に規定される SUS410 は、13%Cr 系マルテンサイト系ステンレス鋼の標準グレードです。焼入れ・焼戻し（QT）により高強度・高硬度・適度な靭性をバランスよく得られ、最も広く使用されるマルテンサイト系ステンレス鋼です。耐食性は大気・淡水・弱酸性環境で良好。ポンプ軸、バルブ部品、タービンブレード、ボルト・ナット、食品機械部品など多岐にわたります。
化学成分（代表値、質量%）
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 基準値 | 0.08〜0.15 | 1.00 以下 | 1.00 以下 | 0.040 以下 | 0.030 以下 | 11.50〜13.50 | 0.60 以下 |
物理的・機械的・熱的・電気的特性（焼入れ焼戻し材）
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.6 〜 7.7 g/cm³ | マルテンサイト系として典型的 |
機械的特性（常温・QT材）
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ヤング率（弾性率） | 23.0 °C | 220 GPa | マルテンサイト系として典型的 |
| 伸び（A5） | 23.0 °C | 25 % | |
| ブリネル硬さ | 23.0 °C | 159 HB | |
| ポアソン比 | 23.0 °C | 0.30 | マルテンサイト系として典型的 |
| 絞り（断面収縮率） | 23.0 °C | 55 % | |
| 剛性率（せん断弾性率） | 23.0 °C | 77 GPa | マルテンサイト系として典型的 |
| 引張強さ | 23.0 °C | 540 MPa | |
| 降伏強さ（Rp0.2） | 23.0 °C | 345 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | 23.0 °C | 1.0E-5 〜 1.5E-5 1/K | マルテンサイト系として典型的 |
| 融点 | — | 1370 〜 1530 °C | マルテンサイト系として典型的 |
| 比熱容量 | 23.0 °C | 460 J/(kg·K) | マルテンサイト系として典型的 |
| 熱伝導率 | 23.0 °C | 14 〜 31 W/(m·K) | マルテンサイト系として典型的 |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 23.0 °C | 6.0E-7 Ω·m | マルテンサイト系として典型的 |
熱処理条件（代表例）
| 工程 | 温度 | 冷却法 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 焼入れ | 950〜1050°C | 油冷・空冷 | マルテンサイト化・高硬度化 |
| 焼戻し（高靭性） | 600〜750°C | 空冷 | 靭性重視・硬度 200〜250 HB |
| 焼戻し（高強度） | 200〜400°C | 空冷 | 高硬度・高強度・硬度 350〜450 HB |
| 焼鈍 | 800〜900°C | 炉冷 | 最大軟化・機械加工性向上（≤183 HB） |
加工性と溶接性
- 機械加工性：焼鈍材で良好。QT材は硬度に応じ超硬・コーティング工具使用。
- 溶接性：マルテンサイト系のため溶接割れ感受性大。予熱 200〜300°C、層間温度維持、後熱処理 650〜750°C 必須。溶接材：SUS410 系（同質）、または SUS309/312 系（異質・靭性重視）。
- 冷間加工：焼鈍材で可能。加工硬化するため工程焼鈍必要。
耐食性
- 大気・淡水・食品環境：良好
- 海水・塩化物・還元性酸：不向き（孔食・隙間腐食・応力腐食割れリスク）
- 表面仕上げ（バフ研磨・電解研磨・パシベート処理）で耐食性向上
- 焼戻し温度により耐食性変化：高温焼戻し（650°C以上）で最良
主な用途
- ポンプ・圧縮機・タービン：軸、羽根、インペラ、ケーシング
- バルブ：ステム、シート、ディスク、ボディ
- 締結部品：高強度ボルト、スタッドボルト、ナット
- 食品・医薬機械：攪拌翼、スクリュー、フィルター部品
- 一般機械：ギヤ、ピニオン、カム、ブッシュ、軸受部品
- 刃物・工具（焼戻し温度低めで高硬度化）
SUS410 系グレード比較
| グレード | C% | 特徴 | 硬度（QT後） | 主用途 |
|---|---|---|---|---|
| SUS403 | ≤0.15 | 低C、溶接性良 | 〜200 HB | 溶接構造部品 |
| SUS410 | 0.08〜0.15 | 標準、汎用性最高 | 180〜450 HB | 幅広い機械部品 |
| SUS410F2 | 0.08〜0.15 | S添加、切削性向上 | 180〜450 HB | 自動盤加工部品 |
| SUS410J1 | 0.15〜0.25 | 高C、高強度・高硬度 | 300〜450 HB | 高強度ボルト、耐摩耗部品 |
| SUS420J1 | 0.16〜0.25 | 高硬度・耐摩耗 | 400〜550 HB | 刃物、金型、耐摩耗部品 |
関連規格
- ASTM A276 Type 410 / A479 Type 410
- AISI 410 / UNS S41000
- ISO 683-13 / EN 10088-3 (1.4006)
金属
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