DIN 1652-3 21NiCrMoS2：冷間引抜・旋削・軟焼鈍鋼 - 高性能アプリケーション向け

DIN 1652-3 規格の 21NiCrMoS2 は、冷間引抜・旋削（剥皮）・軟焼鈍の複合仕上げを施した高精度ケース硬化鋼バー材です。硫黄添加 (0.02–0.035%) による優れた切削性と、Ni-Cr-Mo 合金設計による高靭性・高疲労強度を両立。自動車・機械工学分野のギア、シャフト、アクスル等の耐摩耗部品に最適で、使用温度下限 -60℃、公称径 60mm までの用途に対応します。三段階の仕上げ工程により、寸法精度・表面品質・機械加工性の最適バランスを実現しています。

三段階仕上げプロセスの価値

軟焼鈍 (+A)：球状化焼鈍でセメンタイトを微細球状化、硬度 145–192 HB に制御、切削加工性を最大化
冷間引抜 (+C)：寸法精度 h9–h11、表面粗さ Ra 1.6–3.2 μm、加工硬化で強度アップ
旋削/剥皮 (+T/+P)：引抜時の表面微細欠陥・脱炭層を除去、清浄な母材面を露出

この組み合わせにより、ユーザー側での「素材皮剥き」工程を省略し、そのまま精密切削・研削へ進めることで工数・コストを削減できます。

物理的・機械的・熱的・電気的特性

一般特性

特性	温度	値
密度	20.0 ℃	7.84 g/cm³

機械的特性（軟焼鈍・冷間引抜・旋削後）

特性	温度	値
ヤング率（弾性率）	-100.0 ℃	217 GPa
	20.0 ℃	212 – 212.78 GPa
	100.0 ℃	207 GPa
	200.0 ℃	199 GPa
	300.0 ℃	192 GPa
	400.0 ℃	184 GPa
	500.0 ℃	175 GPa
	600.0 ℃	164 GPa
ブリネル硬度	20.0 ℃	197 HB
ポアソン比	20.0 ℃	0.29
剛性率（せん断弾性率）	20.0 ℃	82.8 GPa

熱的特性

特性	温度	値	備考
線膨張係数	-100.0 ℃	1.05×10⁻⁵ 1/K
	20.0 ℃	1.15×10⁻⁵ 1/K
	100.0 ℃	1.21×10⁻⁵ 1/K
	200.0 ℃	1.27×10⁻⁵ 1/K
	300.0 ℃	1.32×10⁻⁵ 1/K
	400.0 ℃	1.36×10⁻⁵ 1/K
	500.0 ℃	1.40×10⁻⁵ 1/K
	600.0 ℃	1.44×10⁻⁵ 1/K
長期使用最高温度	–	-60 ～ 0 ℃
融点	–	1382 – 1529 ℃	Ni-Cr-Mo鋼として典型的
比熱容量	-100.0 ℃	423 J/(kg·K)
	20.0 ℃	461 J/(kg·K)
	100.0 ℃	479 J/(kg·K)
	200.0 ℃	499 J/(kg·K)
	300.0 ℃	517 J/(kg·K)
	400.0 ℃	536 J/(kg·K)
	500.0 ℃	558 J/(kg·K)
	600.0 ℃	587 J/(kg·K)
熱伝導率	20.0 ℃	46.3 W/(m·K)
	100.0 ℃	47.1 W/(m·K)
	200.0 ℃	46.2 W/(m·K)
	300.0 ℃	44.1 W/(m·K)
	400.0 ℃	41.3 W/(m·K)
	500.0 ℃	38.6 W/(m·K)
	600.0 ℃	35.9 W/(m·K)
熱拡散率	20.0 ℃	12.8 mm²/s
	100.0 ℃	12.1 mm²/s
	200.0 ℃	11.1 mm²/s
	300.0 ℃	10.0 mm²/s
	400.0 ℃	8.8 mm²/s
	500.0 ℃	7.4 mm²/s
	600.0 ℃	4.7 mm²/s

電気的特性

特性	温度	値
電気抵抗率	20.0 ℃	2.25×10⁻⁷ Ω·m
	100.0 ℃	2.72×10⁻⁷ Ω·m
	200.0 ℃	3.42×10⁻⁷ Ω·m
	300.0 ℃	4.26×10⁻⁷ Ω·m
	400.0 ℃	5.26×10⁻⁷ Ω·m
	500.0 ℃	6.40×10⁻⁷ Ω·m
	600.0 ℃	7.73×10⁻⁷ Ω·m

化学成分（質量%）

元素	含有範囲
炭素 (C)	0.17 – 0.23 %
クロム (Cr)	0.40 – 0.70 %
マンガン (Mn)	0.65 – 0.95 %
モリブデン (Mo)	0.15 – 0.25 %
ニッケル (Ni)	0.40 – 0.70 %
リン (P)	≤ 0.04 %
ケイ素 (Si)	≤ 0.40 %
硫黄 (S)	0.02 – 0.035 %

供給仕様と寸法公差

項目	仕様詳細
製品形状	丸棒（バー材）
直径範囲	φ10 – 60 mm（最適適用 ≤ 60 mm）
寸法公差	ISO h8 / h9（旋削後）、h10 / h11（引抜のみ）
長さ公差	+50 / 0 mm、定尺 3–6 m
直線度	≤ 0.3 mm/m（旋削後）
表面粗さ Ra	0.8–1.6 μm（旋削仕上げ面）
脱炭層深さ	≤ 0.05 mm（旋削除去後）
端面	両端面取り 1–2 mm × 45°、バリなし

熱処理レスポンスと最終特性

浸炭焼入れ焼戻し標準サイクル

工程	温度/条件	時間	目的
浸炭	920 ℃、Cp 1.05%	ケース深 1.0 mm で約 4–5 h	表面炭素 0.8–1.0%
拡散	920 ℃、Cp 0.75%	1–2 h	炭素濃度勾配制御
直接焼入れ	840 ℃ 油冷	–	マルテンサイト化、歪み最小化
焼戻し	180 ℃	2 h × 2 回	残留応力除去、靭性確保

期待特性値（φ30 mm 棒材、浸炭深 1.0 mm の場合）

特性	代表値
表面硬度 (HV0.3)	750–820 HV
有効硬化層深さ (550 HV)	0.9–1.1 mm
芯部硬度	38–42 HRC
芯部引張強度	1150–1250 MPa
芯部 0.2% 耐力	950–1050 MPa
芯部伸び	9–12%
芯部シャルピー衝撃値 (20℃)	15–20 J
芯部シャルピー衝撃値 (-60℃)	10–14 J
曲げ疲労強度 (10⁷ 回、R=-1)	450–500 MPa
接触疲労強度 (ヘルツ応力)	1200–1400 MPa