JIS G4303 SUS416 快削マルテンサイト系ステンレス鋼:特性・切削性・用途
JIS G4303 SUS416 の概要
JIS G4303 に規定される SUS416 は、SUS410 に硫黄(S)を 0.15%以上添加し、切削性を大幅に向上させた快削マルテンサイト系ステンレス鋼です。焼入れ・焼戻し(QT)材として供給され、自動盤・CNC旋盤・マシニングセンタでの高能率・高精度切削加工に最適です。SUS410F2 と同様の快削グレードですが、S含有量がやや多く、より切削性を重視したグレードです。
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 | 0.15 以上 | 12.00〜14.00 | 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 | 17 % | S添加により SUS410 より低下 |
| 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 | 45 % | |
| 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
SUS410 と同様。焼入れ 950〜1050°C(油冷/空冷)→ 焼戻し 600〜750°C(高靭性)または 200〜400°C(高硬度)。焼鈍 800〜900°C 炉冷で最大軟化(≤183 HB)。
切削性と加工性
- 切削性指数:SUS410 を 100 とすると約 200〜250 相当(快削鋼トップクラス)
- 工具寿命:SUS410 比 3〜5倍延長可能
- 切りくず:微細・良好に分断、自動盤・無人運転に最適
- 仕上げ面粗さ:ビルトアップエッジ抑制により Ra 0.8〜1.6 μm 達成容易
- 穴あけ・タップ・リーマ:工具寿命大幅向上、折損リスク極小
- 研削性:良好。一般砥石で加工可能。
溶接性と注意点
- 溶接性は劣る:高Sによりホットクラック感受性大、溶接部靭性低下。
- 溶接が必要な場合は SUS309/312 系溶接材、予熱 200〜300°C、後熱処理 650〜750°C 厳守。
- 設計段階で「切削加工のみで完結」する構造を推奨。
耐食性
- SUS410 より劣る。硫化物介在物(MnS)が孔食・隙間腐食の起点となりやすい。
- 大気・淡水・弱酸性:実用上問題なし
- 海水・塩水・塩化物・還元性酸:不向き(SUS303 または SUS316L 推奨)
- 表面処理(パシベート・電解研磨)で多少改善可能だが、S添加グレードの限界あり。
主な用途
- 自動盤・CNC旋盤大量加工部品:精密ネジ、ピン、ブッシュ、スペーサー、コネクタピン、バルブ内部部品
- 医療機器:手術器具部品、歯科用インプラント部品、医療用コネクタ(切削仕上げ重視)
- 自動車:燃料噴射ノズル部品、センサーハウジング、精密機構部品
- 計測・制御機器:バルブステム、オリフィス、フィッティング部品
- 航空宇宙:小型精密部品、計器部品(耐食性・切削性両立)
快削マルテンサイト系ステンレス鋼の使い分け
| グレード | S% | 切削性 | 機械的特性 | 耐食性 | 推奨用途 |
| SUS410F2 | 0.15〜0.35 | ★★★★☆ | SUS410同等 | ★★★☆☆ | 汎用快削、バランス重視 |
| SUS416 | ≥0.15 | ★★★★★ | SUS410同等 | ★★★☆☆ | 最高切削性、自動盤量産 |
| SUS420F | ≥0.15 | ★★★★★ | 高硬度・高強度 | ★★★☆☆ | 高硬度快削、耐摩耗部品 |
| SUS420F2 | ≥0.15 | ★★★★★ | 最高硬度 | ★★☆☆☆ | 超高硬度快削、刃物・金型 |
関連規格
- ASTM A582 Type 416 / A276 Type 416
- AISI 416 / UNS S41600
- ISO 683-13 / EN 10088-3 (1.4005)