UGI® 4462 固溶焼鈍デュプレックスステンレス鋼バー – 優れた耐食性と高い機械的強度

概要

UGI® 4462は、高い耐食性と高い機械的特性を兼ね備えたデュプレックス（オーステナイト・フェライト二相）ステンレス鋼です。攻撃的な環境下で優れた耐食性を発揮し、高い機械的特性を有します。

化学組成は、固溶焼鈍熱処理後にフェライト+オーステナイト二相構造（フェライト分率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。σ相（シグマ相）は600–1000°Cで数十分保持すると析出し、α'相は350–550°Cで脆化リスクをもたらします。したがって、使用温度は300°C以下に制限されます。

物理的特性

一般特性

特性	値
密度	7.8 g/cm³

機械的特性

特性	温度	値
シャルピー衝撃値（Vノッチ）	-60 °C	80 J
シャルピー衝撃値（Vノッチ）	-46 °C	100 J
シャルピー衝撃値（Vノッチ）	20 °C	200 J
弾性係数	20 °C	200 GPa
弾性係数	100 °C	194 GPa
弾性係数	200 °C	186 GPa
弾性係数	300 °C	180 GPa
伸び	20 °C	35.0 – 45.0 %
伸び	280 °C	30.0 – 40.0 %
引張強さ	20 °C	680 – 830 MPa
引張強さ	280 °C	550 – 650 MPa

熱的特性

特性	温度	値	備考
熱膨張係数	20–100 °C	13.0 × 10⁻⁶ 1/K	–
熱膨張係数	20–200 °C	13.5 × 10⁻⁶ 1/K	–
熱膨張係数	20–300 °C	14.0 × 10⁻⁶ 1/K	–
比熱容量	20 °C	500 J/(kg·K)	–
比熱容量	100 °C	530 J/(kg·K)	–
比熱容量	200 °C	560 J/(kg·K)	–
比熱容量	300 °C	590 J/(kg·K)	–
熱伝導率	20 °C	15 W/(m·K)	–
熱伝導率	100 °C	16 W/(m·K)	–
熱伝導率	200 °C	17 W/(m·K)	–
熱伝導率	300 °C	18 W/(m·K)	–

電気的特性

特性	温度	値
電気抵抗率	20 °C	8.0 × 10⁻⁷ Ω·m
電気抵抗率	100 °C	8.5 × 10⁻⁷ Ω·m
電気抵抗率	200 °C	9.0 × 10⁻⁷ Ω·m
電気抵抗率	300 °C	1.0 × 10⁻⁶ Ω·m

化学組成（質量%）

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 – 0.20 %	–
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

• 船舶・海洋産業用部品
• 化学・パルプ製造産業
• 石油・ガス産業
• 建設

冷間成形

引抜き・プロファイリング

UGI® 4462の高い弾性限界のため、冷間加工には1.4404（316L）型オーステナイト系鋼種よりも大きな成形力が必要です。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鋼種ではありません。高い機械的特性により、大きな成形力と金型の急速な摩耗を招きます。しかし、成形部品の表面外観はオーステナイト系鋼種よりもはるかに良好です（オレンジピール現象なし）。したがって、オーステナイト系鋼種でオレンジピール現象が問題となる通常の冷間ヘッディングや曲げ加工に使用できます。冷間衝撃試験では、UGI® 4462はクラック発生前まで40%の拡張変形を許容します。

耐食性

UGI® 4462は耐食性が必須の用途で使用できます：

• 建設産業：海洋性または都市大気環境下での露出
• パルプ産業
• 海水淡水化産業
• 一般化学産業

全面腐食

主に硫酸やリン酸の化学製造で見られます。2 mol/L硫酸、23°Cでの溶解電流密度測定（加速試験）では、UGI® 4462がUGI® 4362、UGI® 4404、UGI® 4301よりも優れた性能を示します（溶解電流値が最も低い）。

局部腐食

孔食

塩化物イオンの硫化物介在物への悪影響により最も一般的です。分極曲線上の孔食電位で評価します（電位が高いほど耐食性が良い）。ワイヤーロッド（SiC 1200ペーパー機械研磨後）を0.86 mol/L NaCl（30.4 g/L塩化物）、55°Cに浸漬した試験（0.5 M NaCl、70°Cも実施）の結果は右側のグラフを参照。

応力腐食割れ（SCC）

NACE標準型環境、弾性限界未満の応力、720時間保持の試験では、UGI® 4462の非割れ領域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とほぼ同等です。

切削性

低硫黄含有（優れた耐食性維持のため）と高い機械的特性のため、UGI® 4462は難削材です。大量の硫化物がないため切りくず処理性が悪く、高い機械的特性が旋削時に大きな切削力と急速な工具摩耗を生じます。したがって、切削工具の選択（超硬材種とチップブレーカー）が不可欠です。切削条件の選定もオーステナイト系鋼種より困難で、切削速度を下げつつ、工具先端温度を維持するためあまり下げすぎないバランスが必要です。送りも切りくずを確実に折るレベルに維持する必要があります。

熱処理

固溶焼鈍

1020–1100°Cで保持後、空気中または水中で急冷します。この処理により、熱間・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で満足できる熱間加工性を持ちますが、通常のオーステナイト系鋼（1.4301、1.4404）よりは低いです。熱間延性は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、高温鍛造で良好です。鍛造温度ではオーステナイト系鋼より機械的強度が低く、工具負荷は低減しますが、部品のクリープ変形を抑制する注意が必要な場合があります。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が必要です。

供給形状・寸法

製品	形状	仕上げ	公差等級	寸法（mm）
バー	丸	引抜き	9	5–28
	丸	旋削	10–11–12	22–120
	丸	熱間圧延	13	22–120
	丸	研磨	8–9	22–115
ワイヤーロッド	丸	酸洗い	–	5.5–32
引抜き線材	丸	マット	–	0.5–14

その他の製品についてはお問い合わせください。

溶接性

一般事項

UGI® 4462は摩擦、抵抗、アーク溶接（フィラーワイヤあり/なし：MIG、TIG、被覆アーク、プラズマ、サブマージアーク等）、レーザービーム、電子ビーム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、溶接部の優れた靭性を確保するため、ライン溶接エネルギーの範囲を遵守する必要があります。

• ライン溶接エネルギーが高すぎる → 冷却が遅すぎ → HAZ（熱影響部）に脆化σ相析出リスク
• ライン溶接エネルギーが低すぎる → 冷却が速すぎ → HAZが過度にフェライト化し脆化リスク

遵守すべきライン溶接エネルギー範囲は、主に溶接部品の形状（特に板厚）に依存します。板厚が厚いほど冷却が速く、高エネルギー側にシフトします。溶接プロセス（MIG、TIG等）にも依存します。多層溶接では、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（固溶焼鈍を除き）行わないでください。

MIG溶接

最適フィラーワイヤ：ER2209 / 22.9.3NL / UGIWELD™ 45N。UGI® 4462よりオーステナイト寄りのバランスで、溶接金属部（WM）のフェライト割合を抑制し、WM脆化リスクを低減します。微酸化性遮蔽ガス（Ar + 1–3% O₂またはCO₂）を推奨し、WMの酸素量を制限して靭性を確保します。H₂添加はWMの低温割れリスクを高めるため絶対に避けてください。必要に応じてN₂を数%添加し、溶接中の窒素損失を補償可能です。

TIG溶接

遮蔽ガスは絶対に中性（Ar、He部分置換可）でなければなりません（タングステン電極保護のため）。MIG溶接と同様にH₂添加は禁止。酸素がないため、WMの靭性確保がより容易です。