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UGIMA® 4542 +P1070/H1025 - 優れた機械加工性と生産性

UGIMA® 4542は、改良された機械加工性を持つ析出硬化系ステンレス鋼ファミリーにおける最初のUGIMA®鋼製品です。UGITECH社のみが製造しています。その特性はUGI 4542と同一ですが、機械加工性がUGI 4542よりも大幅に優れています:

このステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼1.4301/1.4307(304/304L)と同等の優れた耐食性を提供しながら、熱処理により幅広い機械的特性を得られる点でユニークです。

その性能(冶金状態に基づく)により、高い引張強さが要求される用途だけでなく、高い衝撃強度が要求される用途にも適しています。組織は一部フェライトストリンガーを含むマルテンサイト組織です。冶金状態によっては、残留オーステナイトと銅析出物が組織の一部となることがあります。

特性

一般特性

特性値
密度7.86 g/cm³

機械的特性

特性温度値備考
シャルピー衝撃値 Vノッチ20 J最小値、ASTM A564
弾性率197 GPa
伸び10.0 - 12.0%最小値、ASTM A564、EN 10088-3
疲労強さ 10⁷サイクル20℃620 MPa+P1070の場合
疲労強さ 10⁷サイクル300℃520 MPa+P1070の場合
疲労強さ 10⁸サイクル20℃500 MPa+P1070の場合
疲労強さ 10⁸サイクル300℃415 MPa+P1070の場合
ブリネル硬度331.0最小値、ASTM A564
ロックウェルC硬度35.0最小値、ASTM A564
絞り45.0%最小値、ASTM A564
引張強さ1070.0 - 1270.0 MPa最小値、ASTM A564、EN 10088-3

化学組成

元素含有量備考
炭素0.06最大値
クロム15.0 - 16.5%
銅3.0 - 4.0%
マンガン1.0最大値
モリブデン0.5最大値
ニッケル4.0 - 5.0%
ニオブ0.45最大値、最小値:5×C
リン0.03最大値
ケイ素0.6最大値
硫黄0.03最大値

技術的特性

特性
用途分野

UGIMA® 4542は以下に適しています:

  • レジャー用船舶(プロペラシャフト、金具)
  • 食品加工(搬送・移送装置)
  • 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

UGIMA® 4542は、ほとんどの腐食環境において18Cr-8Niオーステナイト系鋼と同等の優れた耐食性を提供します。この鋼の組織により、粒界腐食に対して不感で、疲労腐食および応力腐食に対しても高い耐性を示します。さらに、高レベルの機械的特性と耐食性の組み合わせにより、優れた耐食摩耗性も注目されます。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で使用される場合、環境電解質が存在しないため、電食が発生・進行することはありません。「クリティカルな」ケース(船舶用途での短期浸漬、液体が滞留する箇所・凹部など)では、不活性シリコーンシールで組み立てを絶縁することで、この種の腐食に対する保護に良好な結果が得られます。

必要に応じて、以下の脱汚染処理プロセスを推奨します:

  • 52%硝酸(36°ボーメ)1体積
  • 水1体積
  • 常温
  • 短時間
  • 処理完了後、丁寧に洗浄

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、攪拌の有無など)および材料の調製状態(金属粒子のない表面、表面仕上げ、硬化、研磨など)に関連する多くの要因に依存します。食塩水噴霧試験(フランス規格NFX 41002)などの特定試験では、予防措置を講じる必要があります:例えば、試験片にマーキングラベルを使用しないこと(腐食流出を引き起こし、試験耐性時間を短縮する可能性があるため)。以下の表は、様々な環境における性能スケールを示しています:

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
酢酸平均的
炭酸ナトリウム平均的
NaCl(食塩水噴霧)良好
湿度優秀
海水制限付き使用
油/ガス制限付き使用
一般的な機械加工性

UGIMA® 4542の機械加工性能は、介在物群の最適化により向上しています。

熱処理

ASTM A564/A564MおよびEN10088-3に準拠

1030℃〜1050℃で焼鈍後、UGIMA® 4542は約35 HRCの硬度を持つ軟質マルテンサイト組織を示します。焼鈍後、この状態で使用する場合、250/300℃で1〜2時間の膨張処理を推奨します。機械的特性への影響は無視できません。

この析出硬化鋼は、焼鈍後、中温焼入れ処理で硬化できる点で特徴的です。約42 HRCの最大硬度(衝撃値3 daJ/cm²)は、約480℃で1時間の焼戻しにより得られます。

軟化:適用規格で定められた指示に従い、550-760℃で焼戻しにより実施。この種の軟化後、再び硬化させるには、再度焼鈍を行ってから中温焼入れ処理を実施する必要があります。

焼鈍済み棒鋼は、部品での熱処理に適しています。軟化済み棒鋼から切り出された部品を硬化させるには、再度焼鈍操作を受けた後、中温焼入れ処理を受ける必要があります。

熱間成形

UGIMA® 4542は鍛造に適しています。再加熱は1150〜1200℃、鍛造は1200℃〜950℃で実施。空気、水、油で冷却。こうして得られた部品は以下の状態で使用可能:

  • 焼鈍済み(250/300℃で1〜2時間の膨張処理付き)
  • 焼入れ済み(焼鈍省略可+480℃で1時間の焼戻し)
  • 軟化済み(焼鈍省略可+規格で定められた焼戻し、目標機械的特性による)
その他

供給可能製品:

製品形状公差
熱間圧延・酸化皮除去丸棒13
冷間仕上げ棒11〜8
棒鋼六角11

詳細についてはサプライヤーにお問い合わせください。

溶接

UGIMA® 4542は、予熱なしでMIGおよびTIG工法、充填材あり/なし、またはレーザー、抵抗、電子ビーム工法で溶接可能です。

充填材の有無にかかわらず、溶接部は焼鈍組織を持つため、膨張処理(250℃/300℃で1〜2時間)または焼入れ・焼戻し処理(上記参照)を実施することが望ましいです。

充填材なしまたは同質充填材で溶接した場合、得られる溶接部の機械的特性は母材と同一になり得ます。

さらに、高耐力鋼すべてに共通する注意点として、溶接設計では切り欠きや断面急変を避ける必要があります。

充填材を用いた溶接: MIG溶接では、Ar+1%CO₂または1-2%O₂のシールドガスを推奨します。H₂およびN₂を含むガスは避けてください。充填材として使用する溶接ワイヤは、ER308LSi(1.4316)または同質充填材の630(17-4PH)が使用できます。

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