JIS G4303 SUS420J2：高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼の特性と用途
JIS G4303 SUS420J2 の概要
JIS G4303 規格に定められる SUS420J2 は、炭素含有量を約 0.26～0.40% に高めたマルテンサイト系ステンレス鋼です。SUS420J1 よりも高炭素であるため、焼入れ焼き戻し後により高い硬度と強度、優れた耐摩耗性を得られます。刃物、金型、精密機械部品など、高硬度・高耐摩耗性が最優先される用途で選定されます。
化学成分（代表値）
| 元素 | 含有量（%） |
| 炭素 (C) | 0.26～0.40 |
| 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 | 740 MPa | |
| 降伏強さ (Rp0.2) | 540 MPa | |
| 伸び (A5) | 12% | |
| 絞り | 40% | |
| ブリネル硬さ | 217 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（最高硬度 HRC 50 以上を狙う場合）
※ 高温焼き戻し（600～750℃）では軟化が大きく、耐摩耗性が低下するため、高硬度用途では低温焼き戻しが標準です。
主な用途
- 高級刃物（ナイフ、カッター刃、産業用スリッター刃）
- プラスチック金型（高硬度・高耐摩耗性が必要なコア、キャビティ）
- 精密機械部品（ベアリングローラー、バルブシート、ノズル）
- 医療用刃物（手術用メス、歯科器具）
- 計量器部品（分銅、秤量皿）
同等・類似規格
| 規格 | 記号 |
| ASTM / AISI | 420 (S42000) 高炭素側 |
| DIN / EN | 1.4028 (X30Cr13) / 1.4031 (X39Cr13) |
| ISO | 683-13 / 420 |
SUS420J1 との比較・選定指針
| 項目 | SUS420J1 | SUS420J2 |
| 炭素含有量 | 0.16～0.25% | 0.26～0.40% |
| 焼入れ後の最大硬度 | 約 HRC 48～50 | 約 HRC 50～55 |
| 靭性（伸び・絞り） | 良好 | やや劣る |
| 耐摩耗性 | 良好 | 優秀 |
| 溶接性 | 比較的良好 | 要予熱・後熱 |
| 主用途 | 汎用刃物、機械部品、バルブ | 高級刃物、金型、精密部品 |
選定時のポイント
SUS420J2 は、マルテンサイト系ステンレス鋼の中で最も高い硬度・耐摩耗性が得られるグレードの一つです。ただし、炭素量が多いため焼入れ応力が大きく、大物部品では変形・割れのリスクがあります。溶接が必要な場合は予熱（200～300℃）と後熱処理が必須です。耐食性は SUS420J1 と同等レベルですが、炭化物析出の影響で感作化しやすいため、焼き戻し温度管理が重要です。最高硬度が必要な用途では 150～250℃ の低温焼き戻しを、ある程度の靭性も必要な場合は 300～350℃ を選択します。
