UGIMA® 4005 QT650 – 優れた切削性を持つプレミアムマルテンサイト系ステンレス鋼

概要

UGIMA® 4005は、12–14%クロムを含むマルテンサイト系ステンレス鋼で、UGIMA®プロセスにより酸化物介在物を制御することで、標準鋼比15–30%の切削性向上を実現しています。UGIMA® 4005は、標準UGI 4005のその他の特性（冷間加工性、溶接性、耐食性等）を維持しています。

UGIMA® 4005は切削性を最適化するため、優先的にQT650処理済み状態で供給されます。したがって、微細構造は熱間圧延方向に延長した多数の硫化物を含む焼き戻しマルテンサイトとなります。

物理的特性

一般特性

特性	値
密度	7.7 g/cm³

機械的特性

特性	温度	値	備考
弾性係数	20 °C	215 GPa	–
弾性係数	100 °C	212 GPa	–
弾性係数	200 °C	205 GPa	–
弾性係数	300 °C	200 GPa	–
弾性係数	400 °C	190 GPa	–
伸び	–	8 %	最小値、寸法による
ブリネル硬さ	–	280 HB	最大値、寸法による
引張強さ	–	650 – 1000 MPa	寸法による

熱的特性

特性	値	備考
熱膨張係数	10.5 × 10⁻⁶ 1/K	20–100 °C
熱膨張係数	11.0 × 10⁻⁶ 1/K	20–200 °C
熱膨張係数	11.5 × 10⁻⁶ 1/K	20–300 °C
熱膨張係数	12.0 × 10⁻⁶ 1/K	20–400 °C
比熱容量	460 J/(kg·K)	–
熱伝導率	30 W/(m·K)	–

電気的特性

特性	値
電気抵抗率	6.0 × 10⁻⁷ Ω·m

化学組成（質量%）

元素	含有量	備考
炭素 (C)	0.06 – 0.15 %	–
クロム (Cr)	12.0 – 14.0 %	–
マンガン (Mn)	1.5	最大
モリブデン (Mo)	0.06	最大
リン (P)	0.04	最大
ケイ素 (Si)	1.0	最大
硫黄 (S)	0.15 – 0.35 %	–

技術的特性

用途分野

高い切削性が必要な用途（大量部品の自動盤加工等）で、耐食性が決定的要因でない場合に使用されます。

• プロセス産業：コネクタ、固定具
• 自動車産業：インジェクタ部品

焼鈍状態での磁気特性を利用した用途（ソレノイドバルブ等）にも使用可能です。

耐食性

UGIMA® 4005の耐食性は標準UGI 4005と概ね同等です。したがって、低湿度環境での保管が推奨されます。

孔食： pH 6.6、23°C、塩化ナトリウム濃度0.002 M（116 mg/L、0.01%）の食塩水環境で測定した孔食電位（mV/SCE）を示します。再硫黄化低クロムステンレス鋼では測定値のばらつきが常に大きく、UGIMA® 4005は標準UGI 4005よりわずかに大きいばらつきを示します。

切削性

制御された酸化物介在物により、UGIMA® 4005は標準1.4005（UGI 4005）を大きく上回る優れた切削性を発揮します。同一切削条件下で、標準1.4005切削時よりもはるかに低い工具摩耗率を実現し、工具寿命を低下させずに大幅な生産性向上が可能です。

以下の表は、熱間圧延バーの旋削（無潤滑）において、2種類の切削工具で測定したVB15/0.15*の比較です。

旋削におけるVB15/0.15（無潤滑）
鋼種	SECO TM2000 CNMG 120408-MF4	SUMITOMO AC610M CNMG 120408-GU
UGI 4005	340 m/min	380 m/min
UGIMA® 4005	≥ 490 m/min	≥ 510 m/min

*VB15/0.15：逃げ面摩耗幅0.15 mmに達する切削速度

熱処理

焼鈍（機械的特性の低減）

745–825°Cで数時間保持後、空冷徐冷します。

焼入れ

950–1000°Cで保持後、空冷または油冷します。

焼き戻し

焼き戻し温度は必要な機械的特性により選択します（硬度-焼き戻し温度曲線参照）。400–550°Cの温度域は靭性低下を招くため避けるべきです。

熱間成形

鍛造

UGIMA® 4005は鍛造可能ですが、激しいアップセット操作には適しません。推奨鍛造条件：

• 加熱温度：1150–1220°C
• 鍛造温度：950–1220°C
• 鍛造後冷却：緩慢冷却（炉冷またはバーミキュライト埋没）

供給形状・寸法

製品	形状	仕上げ	公差等級	寸法（mm）
バー	丸	熱間圧延・酸洗い	k13	22–77（1 mm刻み） 80–115（5 mm刻み）
		冷間仕上・旋削	h11 – h10	22–115
		冷間仕上・旋削研磨	h11 – h10 / h9	22–115 / 22–55
		研磨バー	h9 – h8 – h7	22–115
		冷間仕上・引抜き	h9	5–30
	六角	冷間仕上・引抜き	h11	3–55

その他の仕上げ、公差、サイズ、プロファイルについてはお問い合わせください。

表面処理

標準1.4005（UGI 4005）と同じ表面処理が可能です。

溶接性

標準1.4005（UGI 4005）と同様、UGIMA® 4005はほとんどのアーク溶接プロセス（GMAW、GTAW（フィラーワイヤあり/なし）、SMAW、SAW等）、レーザー溶接、抵抗溶接（スポット/シーム）、摩擦溶接、電子ビーム溶接などで溶接可能です。

フィラーワイヤなし溶接の場合、溶接金属（WM）および熱影響部（HAZ）が「溶接時」マルテンサイト組織となるため、UGIMA® 4005および標準1.4005は、クロム炭化物析出と粒界脱クロム化による粒界腐食現象の影響を受けません。

• GMAW/GTAW：保護ガスには窒素も水素も含まないこと（マルテンサイト系鋼種特有の水素脆化リスク増大を防ぐため）。
• SMAW：電極は乾燥炉で乾燥させること（電極被覆の残留水分が溶接部の水素量を増加させるため）。

比較的低炭素のため、UGIMA® 4005は予熱なしでアーク溶接可能です。しかし、多くの場合、HAZの靭性向上（フィラーワイヤなしまたは同質フィラーワイヤ使用時はWMも）のために200–300°Cの焼き戻し処理が必要です。同質フィラーワイヤ使用時、300–550°Cの熱処理は微細炭化物析出によるHAZおよびWMの脆化を招くため禁止です。

オーステナイト系フィラーワイヤ（309L、308L等）使用時も、200–300°Cの熱処理でHAZ靭性向上が可能です。より高温の熱処理は、HAZからWMへのC拡散リスクによりWMの耐食性低下を招くため禁止です。