UGI® 4313 +A - 高性能低炭素Ni添加マルテンサイト系ステンレス鋼

概要

UGI® 4313は、低炭素ニッケル添加マルテンサイト系ステンレス鋼で、高い機械的特性、良好な衝撃強度、従来の高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼を上回る耐食性を兼ね備えています。-60°C〜+300°Cの温度範囲で使用可能です。

熱処理条件（焼入れ+焼き戻し）では、微細組織は焼き戻しマルテンサイトで構成され、フェライトと残留オーステナイトの痕跡を含む場合があります。焼き戻し温度により、最大約15%の残留オーステナイトを含むことがあります。

UGI® 4313は冶金状態に関わらず強磁性（磁石を吸着）を示します。ただし、磁気特性（透磁率、保磁力、残留磁束密度、飽和磁化）は熱処理条件に依存します。機械的強度、耐食性、磁気特性のバランスが要求される用途、例えば自動車分野の燃料インジェクターなどに適した候補材料です。詳細についてはサプライヤーにご相談ください。

物理的特性

特性	値
密度	7.7 g/cm³

機械的特性

特性	温度	値	備考
弾性率	20 °C	200 GPa	-
弾性率	100 °C	195 GPa	-
弾性率	200 °C	185 GPa	-
弾性率	300 °C	170 GPa	-
弾性率	300 °C	175 GPa	-
引張強さ	-	1100 MPa	最大値、直径≤160mm

熱的特性

特性	値	温度範囲
熱膨張係数	10.5×10⁻⁶ 1/K	20〜100°C
熱膨張係数	10.9×10⁻⁶ 1/K	20〜200°C
熱膨張係数	11.3×10⁻⁶ 1/K	20〜300°C
熱膨張係数	11.6×10⁻⁶ 1/K	20〜400°C
比熱容量	430 J/(kg·K)	-

電気的特性

特性	値
電気抵抗率	6.0×10⁻⁷ Ω·m

化学組成

元素	含有量	備考
炭素 (C)	0.05%	最大
クロム (Cr)	12.0〜14.0%	-
マンガン (Mn)	1.5%	最大
モリブデン (Mo)	0.3〜0.7%	-
ニッケル (Ni)	3.5〜4.5%	-
窒素 (N)	0.02%	最大
リン (P)	0.04%	最大
ケイ素 (Si)	0.7%	最大
硫黄 (S)	0.015%	最大

技術的特性

用途分野

UGI® 4313は以下の用途を想定しています（網羅的リストではありません）：

• 化学・石油化学プラント用カップリング、ポンプ、バルブ、コンプレッサー
• 航空宇宙、自動車、エンジン用途（特に燃料噴射）
• 発電タービン用部品
• 医療機器
• 建築、構造物
• 軍事・防衛用途

冷間成形

ワイヤ引抜、成形：UGI® 4313は従来の方法による冷間加工に適しています。

耐食性

局部点食腐食：耐点食腐食性は組成に大きく依存し、PREN点食指数（=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N）で目安を把握できます。平均PREN 15のUGI® 4313は、AISI 420系（1.4034、平均PREN 13.5）より優れていますが、AISI 431系（1.4057、平均PREN 17）よりは劣ります。したがって、塩化物イオン100ppm未満の中程度の腐食環境では十分な耐点食性を持ちます。電解研磨などによる低粗さ表面仕上げでさらに向上します。

一般的な切削性

UGI® 4313は焼鈍状態（A）および焼入れ焼き戻し状態（QT）の両方で切削可能です。焼鈍状態は機械的特性が低いため切りくずが工具に溶着しやすく、工具摩耗の加速と加工後表面状態の悪化を招く可能性があります。QT状態は機械的特性が高いほど工具摩耗が速くなります。したがって、4つの条件の中ではQT700が最も切削性に優れます。UGI® 4313の切削性は、UGI® 4418タイプのNi含有マルテンサイト鋼と類似しています。技術的なご相談はサポート部門までお問い合わせください。

熱処理

焼鈍

マルテンサイト変態後、600〜650°Cで空冷または炉冷焼鈍。

焼入れ

900〜1150°Cの温度範囲を維持し、空冷または油冷。

焼き戻し

焼入れ後の焼き戻し温度は要求機械的特性により選択。EN 10088-3推奨温度：

• +QT700：650〜700°Cと600〜620°Cの二段焼き戻し
• +QT780：550〜620°Cで単段焼き戻し
• +QT900：520〜580°Cで単段焼き戻し

熱間成形

1150〜1200°Cへの加熱を推奨。熱間加工（鍛造）は1200〜900°Cの温度範囲で行い、空冷。UGI® 4313の鍛造挙動は1.4301タイプのオーステナイト系グレードと類似。熱間加工後は、オーステナイト化・焼入れ・焼き戻しからなる完全熱処理を推奨。

供給形状

製品	形状	仕上げ	公差	寸法（mm）
酸化皮除去圧延バー	丸	-	12〜13	22〜115
引抜・旋削・研磨冷間加工バー	丸	-	6〜11	2〜115
ワイヤロッド	丸	酸洗	-	5〜32

その他のオプションについてはサプライヤーにお問い合わせください。

溶接

アーク溶接（GMAW、GTAW、SMAW等）およびその他のプロセス（スポット、シーム、レーザー等）で溶接可能。低炭素とニッケル含有により、ほとんどのマルテンサイト系ステンレス鋼より溶接が容易です。

低炭素マルテンサイトと微細分散残留オーステナイトにより、溶接熱影響部（HAZ）は溶接後の状態で良好な衝撃強度を示します。したがって冷間割れ感受性は比較的低く、非常に厚い部品や冷却後に高溶接応力集中が生じる形状でない限り、部品の予熱は通常不要です（その場合100〜200°Cで予熱推奨）。

溶加材を用いる溶接で、溶接金属（WM）にUGI® 4313相当の機械的特性が不要な場合、UGIWELD™ 316LMなどのオーステナイト系グレードを溶加材ワイヤとして使用可能で、溶接後熱処理は一般的に不要です。WMに同等の機械的特性が必要な場合は、同質溶加材ワイヤを使用し、溶接後540〜580°Cで焼き戻し熱処理を推奨します。同質溶加材でのMIG溶接では、WMの酸素過剰を避け良好な衝撃強度を確保するため、Ar+1-2%CO₂の比較的非酸化性シールドガスを選択します。