UGI® 4062 固溶化焼鈍熱間圧延棒鋼・線材 – 高性能デュプレックスステンレス鋼

UGI® 4062は、最小22%クロムと2%ニッケルを含むオーステナイト・フェライト系（デュプレックス）ステンレス鋼で、1.4301/1.4307 (AISI 304/304L) および 1.4310 (AISI 302/301) タイプの鋼種に対する経済的に魅力的な代替材として特別に設計されています。

この鋼種は高い機械的特性を持ち、その耐食性は1.4301/1.4310鋼種と同等です。

衝撃特性データ： この鋼種は部分的にフェライト組織を持つため、延性-脆性転移温度があり、大径棒鋼の低温使用を制限します。

980〜1050℃の温度範囲で「固溶化焼鈍」（水冷、油冷、または空冷）を行った後、UGI® 4062はフェライトとオーステナイトがほぼ同量で構成されます。その結果、部分的に強磁性を示します（磁化可能）。強い冷間変形（線材引抜き等）により、オーステナイトの一部がマルテンサイトに変態し、UGI® 4062はより強磁性になります。

UGI® 4062を300℃以上で使用することは、そのすべての特性を維持するため推奨しません（熱間加工の項を参照）。

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	備考
シャルピー衝撃値 (Vノッチ)	-46 °C	10 J	最小値
シャルピー衝撃値 (Vノッチ)	20 °C	50 J	最小値
弾性率	20 °C	200 GPa	–
弾性率	100 °C	194 GPa	–
弾性率	200 °C	186 GPa	–
弾性率	300 °C	180 GPa	–
伸び	–	30 %	最小値、直径≤120mm
硬さ (ブリネル)	–	290 HBW	最大値、直径≤120mm
引張強さ	–	650 – 900 MPa	直径≤120mm

熱的特性

特性	温度	値	備考
熱膨張係数	–	0.000013 1/K	20〜100℃
熱膨張係数	–	0.0000135 1/K	20〜200℃
熱膨張係数	–	0.000014 1/K	20〜300℃
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

元素	含有量	備考
炭素	0.03 %	最大
クロム	22.0 – 23.8 %	–
銅	0.5 %	最大
マンガン	2.0 %	最大
モリブデン	0.45 %	最大
ニッケル	2.0 – 2.8 %	–
窒素	0.16 – 0.26 %	–
リン	0.04 %	最大
ケイ素	1.0 %	最大
硫黄	0.01 %	最大

技術的特性

用途分野

UGI® 4062は、以下の鋼種タイプが使用されるほとんどの用途で使用可能です：1.4301 (AISI 304)、1.4307 (AISI 304L)、1.4310 (AISI 302/301)。これらの用途は：

• 成形
• 冷間成形プロファイル
• スポット溶接組立品
• 編組、ばね
• ろ過
• 脱コーク
• ねじ棒
• 軸
• 鍛造部品
• 鋼構造物
• コンクリート補強枠 など

冷間加工

UGI® 4062は従来の方法による冷間変形に適しています。

UGI® 4062は、より安定した1.4301オーステナイト鋼 (AISI 304) よりも加工硬化しやすい一方、1.4310オーステナイト鋼 (AISI 302) と同様に加工硬化します。約40%の冷間変形以降、オーステナイトの一部が徐々にマルテンサイトに変態し、磁性が増大します。950〜1050℃での新たな固溶化熱処理により、UGI® 4062の延性を回復できます。

線材引抜き： 典型的な加工硬化曲線はデータシート上部の画像部分に掲載されています。

曲げ・成形： 2D状態の冷間加工線材は曲げ加工に適しています。例えば、直径10mmの線材を、線径の2.5倍の半径で180°曲げた場合、1.4307 (304L) と比較して、伸び側面の外観が良好で、表面粗さが低く、オレンジピール現象が見られません。

ばね製造： UGI® 4062は加工硬化線材としてばね製造に使用可能です。これらのばねの剛性は1.4310製ばねを20〜25%上回ります。巻き上げ後、安定化熱処理を450〜480℃で5分間程度実施することを推奨します。この熱処理をUGI® 4062に施すことで、20〜300℃において1.4310鋼種より優れたたるみ抵抗が得られます。

耐食性

均一腐食： この腐食モードは主に硫酸やリン酸製造時の化学産業で発生します。2モル/リットル（200g/リットル）硫酸、23℃環境での溶解電流密度または活性電流密度を分極曲線で測定する加速試験で評価します。下図はUGI® 4062と1.4301の溶解電流値（µA/cm²）を示します（SiC 1200ペーパーで機械研磨した線材）。値が低いほど均一腐食抵抗性が優れています。

UGI® 4062鋼種は、上記加速試験条件下で1.4301鋼種と同等の均一腐食抵抗性を持ちます。

孔食腐食： 最も一般的な腐食モードで、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、微小な腐食斑として視認されます。PREN（孔食指数）= %Cr + 3.3%Mo + 16%N の式で局部孔食腐食挙動を概略的に評価可能です。デュプレックスUGI® 4062の平均PRENは約27、1.4301タイプ組成では約20です。この腐食モードを模擬する2つの加速試験を選定：塩水噴霧試験と孔食電位試験。

中性塩水噴霧試験 / ASTM B117標準： 5重量% NaCl溶液（0.86モル/リットル、35℃、中性pH）をチャンバー内で噴霧し、最初の腐食ピットが出現するまでの曝露時間を目視で判定します。結果は鋼種だけでなく試験表面状態にも強く依存します。直径5.5mmの線材を5mmに機械加工し、SiC 1200ペーパーで湿式研磨、アセトン・エチルアルコール混合液で脱脂、両端を樹脂で保護した試験片で実施。1.4301で1,000時間、UGI® 4062デュプレックスで2,000時間後に最初の腐食ピットが出現しました。

孔食電位： 分極曲線上で腐食ピットが出現する電位を測定します。電位が高いほど孔食腐食抵抗性が優れます。中性pHの2媒質で試験：0.02モル/リットル NaCl（0.71g/L塩化物、23℃）、0.86モル/リットル NaCl（30.4g/L塩化物、35℃）。SiC 1200ペーパー機械研磨面と無研磨生地面の2条件で測定。UGI® 4062は上記条件下で1.4301より優れた孔食腐食抵抗性を示します。

隙間腐食： 腐食過程で酸性化する閉鎖環境で発生します。これを模擬するパラメータの一つが脱不動態pH（不動態皮膜溶解pH）です。2モル/リットル NaCl、23℃で分極曲線を描く電気化学試験で測定。脱不動態pHが低いほど隙間腐食抵抗性が優れます。データシート画像部分のグラフに脱不動態pH値を掲載。UGI® 4062は上記条件下で1.4301より優れた隙間腐食抵抗性を示します。

粒界腐食： UGI® 4062はシュトラウス試験 (ASTM A262 Practice E) で合格結果を示します。

応力腐食割れ： オーステナイト・フェライト系鋼種はオーステナイト系鋼種よりこの腐食モードに対する耐性が優れています。欧州腐食連合 (EFC) 17媒質（165g/L NaCl、pH=4.5）、H₂S圧力0.05〜0.5 bar、80℃において、100% Rp0.2荷重をかけたUGI® 4062試験片で720時間試験後、割れは検出されませんでした。

一般的な切削性

旋盤加工： 旋削加工において、UGI® 4062は1.4301鋼種 (AISI 304) と同レベルの工具摩耗性能を示します（SECO TM2000 CNMG 120408-MF4チップによるVb15/0.15試験）。しかし、UGI® 4062のチップがより破断しにくいため、バー旋削で困難が生じる可能性があり、1.4301 (AISI 304) と同等の生産性を維持するにはチップブレーカーの適応が必要になる場合があります。

熱処理

固溶化焼鈍： 冷間加工後のUGI® 4062の硬度を低下させ延性を回復するため、950〜1050℃で30〜60分間保持し、急冷する熱処理を実施できます。

熱間成形

UGI® 4062は1000〜1200℃で満足のいく加工性を示します。同温度では、UGI® 4062の鍛造荷重はオーステナイト系ステンレス鋼より低く、延性はわずかに劣ります。1150〜1200℃で加熱し、熱間加工後は急冷（油冷または水冷）して、850〜400℃で生成する脆性析出物を防止します。これが300℃以上での使用を推奨しない理由です。

ドリル加工： φ4mmハイスドリル（Perfor HSS 6-5-2）、センタークーラントなしでUGI® 4062は1.4301 (AISI 304) より最大チップ流量が40%大きく、最適作業域（OOZ*）が高送り側に拡大しています。φ6mm一体型コーティング超硬ドリル（Gühring RT100F）、センタークーラントありでは、UGI® 4062は1.4301より最大チップ流量が25%大きく、同様にOOZ*が拡大しています。

供給形状

製品	仕上げ	公差	寸法 (mm)
棒鋼	引抜冷間加工	h9	5.0〜28
線材	–	–	5.5〜32
引抜線	–	–	0.2〜10
棒鋼	機械加工冷間加工	h9	20〜120

その他の形状についてはサプライヤーにお問い合わせください。平板製品についてはIndusteel Arcelor Mittal Groupにお問い合わせください。

表面処理

酸洗/不動態化/電解研磨：1.4301オーステナイト系ステンレス鋼で一般的に使用される作業条件を、ケースバイケースで適応する必要があります（ご相談ください）。

溶接

UGI® 4062は以下のプロセスで溶接可能です：摩擦溶接、抵抗溶接、充填材ワイヤあり/なしのアーク溶接 (MIG、TIG、被覆アーク、プラズマ、フラックス等)、レーザービーム溶接、電子ビーム溶接など。

UGI® 4062にはモリブデンが含まれないため、溶接作業中に脆性相（シグマ相）生成リスクがありません。溶接性は1.4307鋼種 (AISI 304L) に近く、この鋼種と比較しても溶接時のホットクラックに関してより優れた保証を提供します。

しかし、溶接部の衝撃特性を最適化するため、溶接金属部 (WMZ) と熱影響部 (HAZ) のフェライト量を70%未満に制限するため、十分に高い線エネルギーで溶接することを強く推奨します。UGI® 4062溶接には、溶接部に求められる機械的特性と耐食性に応じて、さまざまな充填材ワイヤが使用可能です。主な充填材タイプ：

• ER2307 / 23.7NL / A35N
• ER2209 / 22.9.3NL / A45N
• ER309LSi / 23.12LSi / A309LM

溶接前の予熱は推奨しません。必要でない限り溶接後熱処理は実施せず、必要な場合はT° > 950℃からの急冷のみ行います。