UGIMA® 4541 加工硬化型ステンレス鋼：優れた耐食性と切削性能

UGIMA® 4541 の特長

UGIMA® 4541 の主たる特性は、粒界腐食耐性にあります。チタンを安定化元素として用い、高温使用時にクロム炭化物の析出を防止します。このステンレス鋼の機械的特性は 1.4307 (SUS304L 相当) よりも優れています。

UGIMA® 4541 は切削およびバー旋削専用に設計され、これらの作業で生産性向上を実現します。優れた酸化・耐食性とクリープ特性を持ち、連続またはサイクル運転における耐熱用途 (400〜850°C) に特に推奨されます。

物理的・機械的・熱的・電気的特性

一般特性

特性	値
密度	7.9 g/cm³

機械的特性

特性	温度	値	備考
弾性係数	20 °C	200 GPa
	100 °C	194 GPa
	200 °C	186 GPa
	300 °C	180 GPa
	400 °C	172 GPa
	500 °C	165 GPa
伸び		25.0 - 30.0 %	最小値、サイズ依存
引張強さ		500.0 - 950.0 MPa	最小値、サイズ依存

熱的特性

特性	値	備考
線膨張係数	0.000016 1/K	20〜100°C
	0.0000165 1/K	20〜200°C
	0.000017 1/K	20〜300°C
	0.0000175 1/K	20〜400°C
	0.000018 1/K	20〜500°C
比熱容量	500 J/(kg·K)
熱伝導率	15 W/(m·K)

電気的特性

特性	値
電気抵抗率	7.3×10⁻⁷ Ω·m

化学組成 (質量%)

元素	値	備考
炭素 (C)	0.08	最大
クロム (Cr)	17.0 - 19.0 %
マンガン (Mn)	2.0	最大
モリブデン (Mo)	0.5	最大
ニッケル (Ni)	9.0 - 12.0 %
リン (P)	0.045	最大
ケイ素 (Si)	1.0	最大
硫黄 (S)	0.03	最大
チタン (Ti)	0.70	最大、最小：5×(C+N)%

技術的特性と加工性

用途分野

• 自動車：ターボチャージャ、排気マニホールド、センササポート
• 航空宇宙：ターボプロップエンジン、ジェットエンジン
• プロセス・化学・石油産業：継手・伸縮継手、高温機器部品、炉、熱交換器

耐食性

自然環境（飲料水、農村・都市環境）および食品・農食環境で優れた耐食性を示します（ただし白ワイン、マスタードなど特定ケースでは留意）。

溶接後でも粒界腐食に耐え、ASTM A262 Practice E 規格試験に適合します。

硝酸などの無機・有機酸で使用可能。リン酸、硫酸などでは注意が必要です。

塩水噴霧試験 (ISO 9227) も可能ですが、腐食発生までの時間は材質組成だけでなく、部品形状、表面仕上げ（粗さ、切削傷）、汚染（鉄粉、切削油等）の有無にも依存するため、正確な値の提示は困難です。完成部品でのラボ試験を推奨します。

高温酸化耐性 (連続使用限界温度)

雰囲気	限界温度
酸化性雰囲気	850°C
酸化性硫黄雰囲気	750°C

※ 限界温度は雰囲気の正確な性質、機械的・熱的応力の振幅と頻度を考慮して決定してください。

切削加工性

UGIMA® 4541 は工具摩耗を低減するだけでなく（潜在的旋削生産性の向上）、チップブレーカビリティも向上させます（旋削における破砕チップが得られる切削条件数の増加）。

バー旋削試験結果 (TORNOS SIGMA 32 自動盤、1000個加工で工具交換なし)

標準 1.4541 (UGI 4541) と比較し、10% を超える生産性向上を確認。

加工内容	工具	UGI 4541	UGIMA® 4541
荒直削り	SECO TM2000 CCMT 09T308-F2	Vc=170 m/min, ap=2mm, f=0.30	Vc=190 m/min, ap=2mm, f=0.30
仕上げ直削り	SECO TM2000 CCMT 09T304-F1	Vc=240 m/min, ap=0.5mm, f=0.10	Vc=250 m/min, ap=0.5mm, f=0.10
軸方向ドリル	GÜHRING RT100F 6mm DK460UF	Vc=70 m/min, f=0.10	Vc=80 m/min, f=0.10
	ISCAR IC908 9.9mm ICM099	Vc=120 m/min, f=0.15	Vc=130 m/min, f=0.15
切断	SANDVIK 2135 N132E2-0300-0002-CM	Vc=60 m/min, f=0.06/0.03	Vc=60 m/min, f=0.06/0.03

熱処理

焼鈍：1000〜1100°C で保持後、空冷または水冷。この処理（焼鈍）により加工硬化のすべての痕跡が除去され、鋼の機械的特性が最低レベルになります。

熱間加工

950〜1250°C で特別な予防措置なしに鍛造可能。すべてのオーステナイト系ステンレス鋼と同様、変形に必要な力は大きい（炭素鋼よりはるかに大きい）。部品は空冷または水冷可能。

供給形態

製品	形状	公差	寸法 (mm)
熱間圧延酸化皮付きバー	丸	12-13	22-130
冷間仕上引抜・旋削・研磨バー	丸	6-11	2-130
引抜バー	六角	11	3-60

その他のオプションについてはお問い合わせください。

表面処理

オーステナイト系鋼種に一般的に用いられる条件が UGIMA® 4541 にも適用されます。

溶接

すべてのアーク溶接プロセス (MIG、TIG、肉盛あり/なし、被覆アーク、サブマージアーク)、抵抗溶接 (スポット/シーム)、摩擦溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接が可能。

適切な分析バランスにより、UGI 4541 よりわずかに高い硫黄含有量にもかかわらず、UGIMA® 4541 ではアーク溶接およびレーザー溶接時の熱割れリスクが増大しません。

MIG 溶接では Ar(+He) ベースのシールドガスに 2-3% CO₂ または O₂ を含有させアーク安定化を図ります。TIG 溶接では純粋 Ar(+He) を使用。必要に応じて H₂ と N₂ をシールドガスに添加可能。

肉盛材を使用する場合、特に高温用途の溶接では ER347 ワイヤを推奨。