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UGI® 4462 冷間引抜バー:耐食性に優れたプレミアムデュプレックスステンレス鋼

高耐食性と高機械的特性を兼ね備えたデュプレックスステンレス鋼UGI® 4462は、過酷な環境下で優れた耐食性を発揮しながら、高い機械的特性を維持します。

UGI® 4462の化学組成は、固溶焼鈍熱処理後にフェライト相とオーステナイト相の二相構造(フェライト40~60%)を得るよう最適化されています。UGI® 4462は、機械的特性と耐食性を劣化させる金属間化合物の析出に敏感です。シグマ相(σ)は600~1000°Cで数十分保持後に析出します。また、350~550°Cでα'相析出のリスクがあり、脆化を招く恐れがあります。したがって、使用温度は300°C以下に制限する必要があります(資料ページ右側のグラフ参照)。

特性

一般特性

特性値
密度7.8 g/cm³

機械的特性

特性温度値
ヤング率20 °C200 GPa
100 °C194 GPa
200 °C186 GPa
300 °C180 GPa
伸び20.0 - 30.0 %
引張強さ850.0 - 1050.0 MPa

熱的特性

特性温度値備考
熱膨張係数20~100°C0.000013 1/K
20~200°C0.0000135 1/K
20~300°C0.000014 1/K
比熱容量20 °C500 J/(kg·K)
100 °C530 J/(kg·K)
200 °C560 J/(kg·K)
300 °C590 J/(kg·K)
熱伝導率20 °C15 W/(m·K)
100 °C16 W/(m·K)
200 °C17 W/(m·K)
300 °C18 W/(m·K)

電気的特性

特性温度値
電気抵抗率20 °C8.0×10⁻⁷ Ω·m
100 °C8.5×10⁻⁷ Ω·m
200 °C9.0×10⁻⁷ Ω·m
300 °C1.0×10⁻⁶ Ω·m

化学組成

元素含有量備考
炭素 (C)0.03最大
クロム (Cr)22.0 - 23.0 %
マンガン (Mn)1.0 - 2.0 %
モリブデン (Mo)2.5 - 3.5 %
ニッケル (Ni)5.0 - 6.0 %
窒素 (N)0.12 - 0.2 %
リン (P)0.035最大
ケイ素 (Si)0.75最大
硫黄 (S)0.01 %最大

技術的特性

用途分野

冷間成形

引抜・成形加工:UGI® 4462は高い弾性限界を持つため、1.4404(316L)タイプのオーステナイト系グレードよりも大きな成形力が必要です。資料ページ右側のUGI® 4462の加工硬化曲線を参照してください。

冷間ヘッディング:UGI® 4462は冷間ヘッディングに最適化されたグレードではありません。高い機械的特性により、大きな成形力と金型の早期摩耗を招きます。しかし、オーステナイト系グレードで見られるオレンジピール現象(表面粗さ)が発生せず、成形部品の表面状態ははるかに良好です。したがって、オーステナイト系グレードでオレンジピール現象が問題となる場合、通常の冷間ヘッディングや曲げ加工にUGI® 4462を使用できます。冷間衝撃試験では、UGI® 4462は割れる前まで40%の拡張変形を許容します。

耐食性

UGI® 4462は、耐食性が不可欠な用途で使用できます:

これは、硫酸(全面腐食)および塩化ナトリウム(孔食)環境での腐食ダイアグラムで示されています。

全面腐食

この腐食モードは主に硫酸やリン酸の化学製造で見られます。2モル/リットル(200 g/L)の硫酸、23°C環境での溶解電流密度または分極曲線上の活性電流を測定する加速試験で評価されます。資料ページ右側のグラフは、UGI® 4462、UGI® 4362、UGI® 4404、UGI® 4301のワイヤーロッド(SiC 1200ペーパーで機械研磨後)における溶解電流値(μA/cm²)を示しています。値が低いほどこのタイプの腐食に対する耐性が高いことを意味します。UGI® 4462が最も優れた性能を示します。

局部腐食

孔食:最も一般的な腐食モードです。主に硫化物介在物への塩化物イオンの悪影響によるもので、視覚的には小さな腐食スポットとして現れます。分極曲線上で腐食ピットが形成される電位を測定し、電位が高いほど耐食性が高いと評価します。資料ページ右側のグラフは、SiC 1200ペーパーで機械研磨したワイヤーロッドを、55°Cで0.86 mol/LのNaCl(塩化物30.4 g/L)に浸漬した際の孔食電位(mV/SCE、飽和カロメル電極基準)を示しています(0.5 M NaCl、70°Cでも試験)。

応力腐食割れ(SCC):「NACE標準」タイプの環境で、弾性限界以下の応力を720時間印加する試験では、UGI® 4462グレードは、超オーステナイト系UGI® 4539および超デュプレックスUGI® 4507とほぼ同等の非割れ領域(資料ページ右側の曲線の左側)を示します。

一般的な切削性

低硫黄含有量(優れた耐食性を維持するため)と高い機械的特性のため、UGI® 4462は難削材グレードです。硫化物が大量に存在しないため、切削時の切りくず処理が良好ではありません。高い機械的特性は旋削時に大きな切削力を生み、工具の早期摩耗を招きます。したがって、切削工具の選択(超硬グレードとチップブレーカー)がUGI® 4462を正しく加工する上で不可欠です。また、機械的特性の低いグレードよりも切削条件の選択が難しくなります。オーステナイト系グレードと比較して切削速度を下げる必要がありますが、工具先端の温度を十分高く保って切削力を制限するため、あまり低くしすぎないことも重要です。送り量は切りくずをうまく処理できるレベルに維持する必要があります。

以下のグラフは、コーティング超硬工具による旋削およびハイス工具による穴あけにおいて、1.4404と比較したUGI® 4462での切削条件低減の目安を示しています。詳細についてはテクニカルサポート部門にお問い合わせください。

熱処理

固溶焼鈍熱処理は、1020~1100°Cで実施した後、空冷または水冷で急冷します。この処理により、熱間または冷間加工後のUGI® 4462の延性が回復します。

熱間成形

鍛造:UGI® 4462は1220~950°Cで満足のいく熱間加工性を示しますが、通常のオーステナイト系鋼(1.4301、1.4404)よりは劣ります。熱間延性はグレードのフェライト含有量に関連し、温度上昇とともに増加するため、高い鍛造温度でより良好になります。鍛造温度では、UGI® 4462の機械的強度はオーステナイト系より低く、工具への負荷が低減しますが、部品のクリープ変形を制限するための予防措置が必要になる場合があります。熱間加工後は、フェライト・オーステナイト平衡、機械的特性、耐食性を回復するため、急冷を伴う固溶焼鈍熱処理を行う必要があります。

供給形状・寸法

製品形状仕上げ公差サイズ (mm)
バー丸棒引抜95-28
丸棒旋削10-11-1222-120
丸棒圧延1322-120
丸棒研削8-922-115
ワイヤーロッド丸線酸洗5.5-32
引抜線丸線マット0.5-14

その他の製品についてはサプライヤーにお問い合わせください。

溶接性

一般事項:UGI® 4462は、摩擦溶接、抵抗溶接、アーク溶接(溶接棒あり・なし:MIG、TIG、被覆アーク、プラズマ、サブマージアーク等)、レーザー溶接、電子ビーム溶接などで溶接可能です。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼とは異なり、UGI® 4462は溶接部の優れた靭性を確保するため、線エネルギーの範囲を守って溶接する必要があります。線エネルギーが高すぎると、溶接後の冷却が遅すぎて熱影響部(HAZ)に脆化をもたらすシグマ相が析出するリスクがあります。逆に低すぎると、冷却が速すぎてHAZが過度にフェライト化し、脆くなるリスクがあります。

守るべき線エネルギー範囲は、主に溶接部品の形状、特に板厚に依存します。板厚が厚いほど溶接部の冷却が速く、線エネルギー範囲は高エネルギー側にシフトします。また、使用する溶接プロセス(MIG、TIG等)にも依存します。多層溶接の場合、各パス間で溶接部を150°C以下まで冷却することが重要です。溶接前の予熱は望ましくなく、溶接後の熱処理も、「熱処理」項で説明した固溶焼鈍が必要な場合を除き、実施すべきではありません。

MIG溶接:UGI® 4462のMIG溶接に最適な溶接ワイヤーはER2209 - 22.9.3NL - UGIWELD™ 45Nです。UGI® 4462よりオーステナイト寄りのバランスを持つため、溶接金属部(WZ)のフェライト割合を制限し、WZの脆化リスクを低減します。わずかに酸化性のシールドガス(Ar + 1-3% O₂またはCO₂)を推奨し、WZの酸素レベルを制限して靭性を確保します。水素をシールドガスに添加することは、WZでの遅れ割れリスクを避けるため絶対に避けてください。必要に応じて、溶接作業中のWZでの窒素損失を補うため、シールドガスに数%のN₂を添加できます。

TIG溶接:タングステン電極を保護するため、使用するシールドガスは絶対に中性(Ar、またはHeで部分的/完全置換)でなければなりません。MIG溶接と同様に、シールドガスへの水素添加は禁止です。ガス中に酸素がないため、このプロセスではWZの優れた靭性をより容易に確保できます。

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