JIS G4303 SUS420J1：焼入れ焼き戻しマルテンサイト系ステンレス鋼の特性と用途
JIS G4303 SUS420J1 の概要
JIS G4303 規格に定められる SUS420J1 は、炭素含有量を約 0.16～0.25% に調整したマルテンサイト系ステンレス鋼です。焼入れ焼き戻し処理により高い強度と硬度を得られる一方、ステンレス鋼としての耐食性も兼ね備えています。刃物、医療器具、機械部品、バルブ部品など、耐摩耗性と耐食性の両方が求められる用途で広く採用されています。
化学成分（代表値）
| 元素 | 含有量（%） |
| 炭素 (C) | 0.16～0.25 |
| ケイ素 (Si) | 1.00 以下 |
| マンガン (Mn) | 1.00 以下 |
| リン (P) | 0.040 以下 |
| 硫黄 (S) | 0.030 以下 |
| クロム (Cr) | 12.00～14.00 |
| ニッケル (Ni) | 0.60 以下 |
物理的特性（室温 23℃）
| 特性 | 値 | 備考 |
| 密度 | 7.6～7.7 g/cm³ | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
| ヤング率（弾性率） | 220 GPa | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
| ポアソン比 | 0.30 | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
| せん断弾性率 | 77 GPa | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
機械的特性（焼入れ焼き戻し後、室温 23℃）
| 特性 | 値 | 備考 |
| 引張強さ | 640 MPa | |
| 降伏強さ (Rp0.2) | 440 MPa | |
| 伸び (A5) | 20% | |
| 絞り | 50% | |
| ブリネル硬さ | 192 HBW | |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
| 線膨張係数 | 23℃ | 10.0～15.0 × 10⁻⁶ /K | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
| 融点 | － | 1370～1530℃ | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
| 比熱容量 | 23℃ | 460 J/(kg·K) | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
| 熱伝導率 | 23℃ | 14～31 W/(m·K) | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
| 電気抵抗率 | 23℃ | 6.0 × 10⁻⁷ Ω·m | マルテンサイト系ステンレス鋼の典型値 |
熱処理と加工履歴
本データは「焼入れ焼き戻し（Quenched and Tempered）」状態のものです。一般的な熱処理条件は以下の通りです：
- 焼入れ：950～1050℃ で加熱後、空冷または油冷
- 焼き戻し：150～350℃ で加熱後、空冷（高硬度が必要な場合）または 600～750℃ で加熱後、空冷（靭性重視の場合）
主な用途
- 刃物（ナイフ、ハサミ、医療用メス）
- 医療器具・手術器具
- バルブ・ポンプ部品（軸、シート、ディスク）
- 機械構造部品（ギア、ピン、シャフト）
- 金型部品（プラスチック金型のコア、キャビティ）
同等・類似規格
| 規格 | 記号 |
| ASTM / AISI | 420 (S42000) |
| DIN / EN | 1.4021 (X20Cr13) |
| ISO | 683-13 / 420 |
選定時のポイント
SUS420J1 は、マルテンサイト系ステンレス鋼の中では比較的炭素含有量が低めのグレードであり、焼入れ性が良好で熱処理後の寸法安定性に優れます。SUS420J2 よりも靭性が高く、溶接性もやや良好です。耐食性はオーステナイト系（SUS304 等）には劣りますが、大気環境、淡水、弱酸性環境では十分な耐食性を発揮します。高硬度・高耐摩耗性が必要な場合は焼き戻し温度を低く（150～300℃）、靭性を重視する場合は高め（600～750℃）に設定します。
