UGI® 4410：腐食環境向け高性能スーパーデュプレックスステンレス鋼

概要

UGI® 4410は、高腐食環境での用途向けに設計されたスーパーデュプレックスステンレス鋼です。以下の利点を持ちます：

• 非常に高い機械的特性
• 攻撃的な環境におけるさまざまな腐食タイプに対する優れた耐性

納入状態（固溶焼鈍済み）では、UGI® 4410の構造は二相：フェライト+オーステナイトです。フェライト分率45–55%を含み、金属間化合物とクロム炭窒化物はフリーです。UGI® 4410は機械的特性（靭性低下）と耐食性を劣化させる金属間化合物の析出に非常に敏感です。σ相は600–1000°Cで数分保持後に析出し、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	備考
シャルピー衝撃値（Vノッチ）	-60 °C	50 J	最小値
シャルピー衝撃値（Vノッチ）	-46 °C	100 J	最小値
シャルピー衝撃値（Vノッチ）	20 °C	200 J	最小値
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	–	25 %	最小値
引張強さ	–	750 – 930 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)	25.0 – 26.0 %	–
マンガン (Mn)	2.0	最大
モリブデン (Mo)	3.3 – 4.0 %	–
ニッケル (Ni)	6.5 – 7.5 %	–
窒素 (N)	0.24 – 0.30 %	–
リン (P)	0.035	最大
ケイ素 (Si)	1.0	最大
硫黄 (S)	0.002	最大

技術的特性

用途分野

UGI® 4410は、塩化物存在下での優れた耐食性と高い機械的特性が要求される用途向けに設計されています。例：

• 化学・石油化学産業
• 海水淡水化産業
• パルプ・製紙産業

冷間成形

UGI® 4410は従来の方法で冷間成形可能です。鋼種の高い機械的特性と加工硬化性により、工具にかかる力は大きくなります。オーステナイトは安定しており、冷間変形によるマルテンサイト変態は誘発されません。

耐食性

全面腐食

UGI® 4410の全面腐食耐性は、無機酸・有機酸の化学製造産業で遭遇するこのタイプの腐食において非常に優れています。例えば、ギ酸、塩酸、硫酸において、濃度25質量%未満では、超オーステナイト系UGI® 4539/904Lよりも優れた耐食性を示します。

局部腐食

塩化物イオンによって開始される局部腐食耐性はUGI® 4410で優れています。

孔食

孔食耐性はPREN（孔食耐性指数）=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%Nで推定できます。UGI® 4410ではPREN 41以上となり、UGI® 4462のPREN 33以上を大きく上回ります。塩化第二鉄10質量%（ASTM G48型試験）による孔食発生限界温度（CPT）試験では、UGI® 4410は55°Cでの耐性を保証し、UGI® 4462の実測35°Cを大きく上回ります。

隙間腐食

隙間腐食発生臨界温度は、塩化第二鉄6質量%環境（ASTM G48型試験）で推定できます。UGI® 4410では平均35°C、UGI® 4462では平均25°C、UGI® 4539では平均20°Cです。

応力腐食割れ（SCC）

UGI® 4410の応力腐食割れ耐性は、塩化物イオンおよび/または硫化水素含有環境で非常に優れています。

切削性

非常に高い機械的特性とオーステナイトの高い加工硬化性により、UGI® 4410は切削工具を急速に摩耗させます。したがって、切削速度は1.4507ステンレス鋼用よりわずかに低いレベルに制限されます。また、ほとんどのオーステノ・フェライト系ステンレス鋼と同様、オーステナイト系ステンレス鋼（1.4404等）より硬い切削工具を使用することが望ましいです（例：STELLRAM SP0819工具とSECO TM2000工具の荒旋削可能性比較参照）。さらに、ほとんどのオーステノ・フェライト系ステンレス鋼と同様、加工時の切りくずは折れにくいため、可能な限り比較的高い切削送りを選択し、切りくずを折りやすくすることが推奨されます。

旋削

右側の表は、他鋼種との比較でUGI® 4410が荒旋削でアクセス可能な切削速度を示しています（基準100：1.4462、SECO TM2000工具）。

穴あけ

ほとんどのオーステノ・フェライト系ステンレス鋼と同様、UGI® 4410は穴あけが困難です。工具にかかる切削力が非常に高く、工具が急速に摩耗し、生成される切りくずの処理性が悪いため、ドリルのランダムな折損を招きます。したがって、高圧内部給油で切りくず処理性と排出性を改善することを強く推奨します。リーマ加工を含む穴あけサイクルもUGI® 4410の穴あけ加工性向上に使用できます。

熱処理

固溶焼鈍

UGI® 4410バーおよびワイヤーは固溶焼鈍済みで供給されます。熱間・冷間成形後の硬度低減と延性回復のため、1050–1120°C（推奨1100°C）で熱処理し、急冷（水冷）して脆化相（金属間化合物またはクロム窒化物）の冷却中析出を防止します。

熱間成形

UGI® 4410は1000–1250°C（推奨1100–1250°C）で高温成形（鍛造、圧延）可能です。これは力を最小化し延性を増大させるためです。成形中に製品温度が1025°C以下に下がるとσ相析出リスクがあるため、熱処理項の推奨に従い、高温成形部品には固溶焼鈍を強く推奨します。

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	13	71–120
	丸	旋削	10–11–12	71–120
半製品	角	研磨	–	80–120

その他の製品についてはお問い合わせください。

溶接性

UGI® 4410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、溶接熱入力の範囲を遵守する必要があります。

• 溶接熱入力が高すぎる → 冷却が遅すぎ → HAZ（熱影響部）に脆化σ相析出リスク
• 溶接熱入力が低すぎる → 冷却が速すぎ → HAZが過度にフェライト化し脆化リスク

遵守すべき溶接熱入力範囲は、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冷却が速く、高熱入力側にシフトします。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。溶接前の部品予熱は推奨せず、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

UGI® 4410のMIG溶接に最適なフィラーワイヤはUGIWELD™ 25.9.4（ISO 14343 - A: 25 9 4L）です。UGI® 4410よりオーステナイト寄りのバランスで、溶接金属（WM）のフェライト割合を制限し、WM脆化リスクを低減します。低酸化性遮蔽ガス（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添加は溶接部の低温割れリスクを高めるため絶対に避けてください。必要に応じて数%のN₂添加で、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、溶接部の靭性確保がより容易です。