UGI® 4542 +P800/H1150M：高強度・耐食性に優れたマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼

UGI® 4542は、高強度、高靭性、優れた耐食性の組み合わせが求められる部品に使用されるPH（析出硬化）型マルテンサイト系ステンレス鋼です。

このステンレス鋼の特徴は、オーステナイト系ステンレス鋼である1.4301/1.4307（SUS304/304L）と同等の優れた耐食性を備えながら、熱処理により幅広い機械的特性を得られる点にあります。

冶金状態に基づく性能により、高い引張強度が要求される用途から、高い衝撃強度が必要な用途まで幅広く対応可能です。

組織はマルテンサイトを主体とし、一部にフェライトのストラインガーが見られます。冶金状態によっては残留オーステナイトや銅析出物を含むこともあります。

UGI® 4542は強磁性を示すグレードであり、その特性は冶金状態、ひいては施された熱処理によって異なります。

特性

一般特性

特性	値
密度	7.86 g/cm³

機械的特性（+P800/H1150M状態）

特性	値	備考
シャルピー衝撃値（Vノッチ）	75 J	最小値、ASTM A564、EN 10088-3
弾性係数	197 GPa	ー
伸び	18 %	最小値、ASTM A564、EN 10088-3
ブリネル硬度	255	最小値、ASTM A564
ロックウェルC硬度	24.0 HRC	最小値、ASTM A564
絞り	55.0 %	最小値、ASTM A564
引張強さ	795 - 950 MPa	最小値、ASTM A564、EN 10088-3

化学成分

元素	含有量（%）	備考
炭素 (C)	0.06	最大
クロム (Cr)	15.0 - 16.5	ー
銅 (Cu)	3.0 - 4.0	ー
マンガン (Mn)	1.0	最大
モリブデン (Mo)	0.5	最大
ニッケル (Ni)	4.0 - 5.0	ー
ニオブ (Nb)	0.45	最大、最小：5×C%
リン (P)	0.03	最大
ケイ素 (Si)	0.60	最大
硫黄 (S)	0.03	最大

技術的特性

用途分野

• レジャー用船舶（プロペラシャフト、艤装品）
• 食品加工（搬送・ハンドリング機器）
• エネルギー生産（原子力発電所）
• 建設および自動車産業

耐食性

UGI® 4542は、ほとんどの腐食環境において18Cr-8Ni系オーステナイト鋼と同等の優れた耐食性を示します。この鋼の組織は粒界腐食に対して鈍感であり、疲食および応力腐食割れに対しても高い耐性を持ちます。さらに、高い機械的特性と耐食性の組み合わせにより、優れた耐食摩耗性を発揮します。

ステンレス鋼と卑な材料（アルミニウム、普通鋼）の組み立てが大気環境下で使用される場合、環境電解質が存在しないためガルバニック腐食のリスクはありません。しかし、海洋用途のような「クリティカルな」ケース（ステンレス/アルミ組立の短時間浸漬、液体が溜まる箇所・窪み）では、不活性シリコンシールで絶縁することで良好な保護効果が得られます。

必要に応じて、以下の脱汚染処理（パシベーション）を推奨します：

• 52%硝酸（36°ベーメ）1体積
• 水 1体積
• 常温
• 短時間
• 処理後は十分に洗浄

ステンレス鋼の耐食性は、腐食性雰囲気の組成（塩化物濃度、酸化剤の有無、温度、pH、攪拌の有無等）および材料の表面状態（金属微粒子の除去、研磨・硬化等の仕上げ）等多くの要因に依存します。塩水噴霧試験（NFX 41002）等では、試験片にマーキングラベルを貼らない等の注意が必要です（腐食流出や耐食時間の低下を防ぐため）。

以下の表は各環境における耐食性能の目安です：

環境	挙動
硝酸	良好
リン酸	制限付き使用
硫酸	制限付き使用
酢酸	普通
炭酸ナトリウム	普通
NaCl（塩水噴霧）	良好
湿気	優秀
海水	制限付き使用
油/ガス	制限付き使用

熱処理

ASTM A564/A564MおよびEN 10088-3に準拠。

1030〜1050℃で焼鈍した後、UGI® 4542は約35 HRCの軟質マルテンサイト組織になります。この状態で使用する場合、250〜300℃で1〜2時間の膨張処理（時効処理）を推奨します。機械的特性への影響は軽微です。

この析出硬化鋼の特徴は、焼鈍後に中温焼き戻しによる硬化が可能な点です。最大硬度（約42 HRC、衝撃値約3 daJ/cm²）は、480℃前後で1時間の焼き戻しにより得られます。

軟化処理：適用規格の指示に従い、550〜760℃で焼き戻しを行います。この軟化処理後に再硬化させるには、再度焼鈍してから中温硬化処理を行う必要があります。

焼鈍済みのバーは、部品加工後に中温硬化処理が可能です。軟化済みバーから切り出した部品を硬化させるには、再度焼鈍→中温硬化処理の順序が必要です。

熱間加工

UGI® 4542は鍛造に適しています。再加熱は1150〜1200℃、鍛造は1200〜950℃で行い、空冷・水冷・油冷のいずれも可能です。こうして得られた部品は以下の状態で使用できます：

• 焼鈍状態（250〜300℃で1〜2時間の膨張処理付き）
• 硬化状態（焼鈍後、480℃で1時間の焼き戻し）
• 軟化状態（規格で定められた焼き戻し条件、目標機械的特性による）

製品形態

供給可能な製品（丸棒）：

製品	形状	表面仕上げ	許容差	サイズ（mm）
棒鋼	丸	旋削肌	k12 - k13	22 - 115
		ピーリング＆研磨	h11 - h10 - h9	22 - 115
		センタレス研磨	h9 - h8 - h7	5 - 115
		冷間引抜	h9	5 - 21

溶接性

UGI® 4542は、予熱なしでMIG、TIG溶接が可能です（フィラーメタルあり/なし、レーザー、抵抗溶接、電子ビーム溶接も可）。

溶接部は焼鈍組織となるため、膨張処理（250〜300℃で1〜2時間）または硬化・軟化処理（上記参照）を行うことを推奨します。

フィラーメタルなし、または同質フィラーメタルで溶接した場合、溶接部の機械的特性は母材と同等になり得ます。

高耐力鋼全般に言えることですが、溶接設計ではノッチや急激な断面変化を避ける配慮が必要です。

フィラーメタルを使用する場合（MIG溶接）：保護ガスはAr+1%CO₂またはAr+1-2%O₂を推奨。H₂やN₂を含むガスは避けてください。フィラーワイヤーはER308LSi（1.4316）または同質フィラーの630（17-4PH）が使用可能です。