UGIMA® 4104 QT650 – UGITECH製 優れた切削性を持つステンレス鋼

UGIMA® 4104は、UGITECHのみが製造する切削性を向上させたステンレス鋼です。基本特性はUGI 4104と同一ですが、切削性がさらに優れています。

• UGIMA® 4104は、UGITECHが開発したインクルージョン（介在物）の分布制御技術「UGIMA®」により製造されます。
• UGIMA® 4104の新技術は、加工条件、工作機械、工具を問わず大きなメリットをもたらします。
• 軟化状態での旋削ではUGINE 4104比で4%、熱処理状態では25%、軟化状態でのφ4mm HSSドリル加工では最大100%の生産性向上が実証されています。

物性値

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
ヤング率	20 °C	215 GPa
	100 °C	212 GPa
	200 °C	205 GPa
	300 °C	200 GPa
	400 °C	190 GPa
伸び		12 %	最小値
絞り		35.0 %	最小値
引張強さ		650.0 - 800.0 MPa

熱的特性

特性	値	備考
熱膨張係数	0.0000105 1/K	20～100°C, 20～200°C, 20～300°C, 20～400°C
比熱容量	460 J/(kg·K)
熱伝導率	25 W/(m·K)

電気的特性

特性	値
電気抵抗率	7.3e-07 Ω·m

磁気的特性

特性	値
飽和分極	1.6 T

化学組成

元素	含有量	備考
炭素 (C)	0.1 - 0.15 %
クロム (Cr)	15.5 - 17.5 %
マンガン (Mn)	1.0 - 1.5 %
モリブデン (Mo)	0.2 - 0.5 %
ニッケル (Ni)	0.5	最大
リン (P)	0.04	最大
シリコン (Si)	0.70	最大
硫黄 (S)	0.25 - 0.35 %

技術的特性

用途

• 一般部品製造およびネジ切り加工業界
• 自動車産業
• 輸送産業
• 電気機器産業 など

耐食性

UGIMA® 4104は特定環境において優れた耐食性を示します。その耐食性はフェライト系ステンレス鋼として典型的で、4104と同等であり、430系フェライト系ステンレス鋼と同様です。ただし、高硫黄含有量により、孔食や隙間腐食を引き起こす環境では耐食性が低下します。このような環境での使用についてはサプライヤーにご相談ください。

本鋼種は事務機器用途全般に適しています。切削業界で使用されるすべての流体、潤滑剤、オイル、グリースとの相性は良好です。しかし、海洋環境や強酸化性化学環境での使用は推奨しません。

最適な耐食性を得るには、加工油や異物（鉄粉など）が付着していない清浄な表面状態が必要です。UGIMA® 4104の酸洗いは4104フェライト鋼と同様に行え、脱汚染処理も同様です。

※ ステンレス鋼の耐食性は、腐食性雰囲気の組成（塩化物濃度、酸化剤の有無、温度、pH、撹拌の有無等）や材料の表面処理（金属粒子の除去、硬化、研磨等）など多くの要因に依存します。塩水噴霧試験（JIS K 5400等）の際は、腐食流出を引き起こすラベル等を試験片に貼らないなどの注意が必要です。

一般的な切削性

UGIMA® 4104の切削性能は、インクルージョン分布の最適化により非常に優れています。これはUGIMA®プロセスの結果として超高速・厳しい切削条件下だけでなく、低速・緩やかな切削条件下でも最新の改良により発揮されます。したがって、幅広い切削条件と加工操作で切削性向上が有効であるため、自動旋盤加工に特に適しています。その性能は、極めて良好なチップブレーク性、工具寿命の延長、優れた仕上げ面に基づいています。

以下の切削条件表は、UGIMA® 4104開発の試験段階で確立されたものです。お客様の部品と作業環境で本鋼種を最大限に活用されたい場合は、テクニカルサービスまでお問い合わせください。

熱処理

• 約830°Cまで熱処理すると軟質なフェライト組織になります。この温度以上ではオーステナイトを形成し、冷却によりマルテンサイトに変態します（約1100°C処理で最大約50%のマルテンサイト）。
• フェライト組織への軟化: 約780-820°C（最低2時間）
• フェライト+マルテンサイト組織への焼入れ: 900°C～1070°C
• +QT650調質鋼: 950°C～1070°Cで焼入れ、550°C～650°Cで焼戻し

熱間成形

鍛造: UGIMA® 4104は鍛造可能です。流れ応力（高温硬さ）は1.4016（430）系フェライト系ステンレス鋼と同様で、1.4301（304）系オーステナイト系ステンレス鋼の約50%です。加熱温度: 1100°C～1250°C、最低鍛造温度: 950°C。鍛造後は二相組織（フェライト+マルテンサイト）となるため、必要に応じて軟化処理を行います。

供給形状・寸法公差

製品	形状	仕上げ	公差等級
熱間圧延酸洗い棒鋼			13
冷間仕上引抜き・旋削・研磨棒鋼			6～11
引抜き棒鋼	六角		11

溶接性

本鋼種の溶接は困難です。半フェライト系鋼種全般に共通するリスク（水素遅れ割れ、溶接部延性不足、粒界腐食等）があるため、十分な注意が必要です。

• 熱影響部（および同質溶接・フィラーレス溶接の場合は溶接金属部）の低温割れを防ぐため、母材中の水素除去と冷却時の引張応力低減のため、150～230°Cで予熱します。被覆アーク溶接棒を使用する場合は十分に乾燥させ、水蒸気からの水素供給を防ぎます。アーク溶接ではシールドガスにH₂を含ませないでください。
• 溶接後、熱影響部（および同質溶接の場合は溶接金属部）の靭性を回復させるため、マルテンサイトを760°C（1時間）で焼鈍し、急冷してフェライト+炭化物組織に変態させます。焼入れ時に溶接部品が変形する恐れがある場合は、500°C以下での脆化リスクを避けるため、炉内で600°Cまで徐冷してから必ず急冷してください。
• アーク溶接で溶接ビードの靭性を確保するには、シールドガスにN₂を含ませず、CO₂も推奨しません。一般的にアルゴンのみ（MIG溶接の場合のみ酸素2%添加）を推奨します。
• 粒界腐食を防ぐには、溶接熱入力を最小限に抑え、Cr23C6析出による粒界クロム枯渇を低減してください。
• フィラーメタルが必要な場合、均質フェライト系（430L、板厚3mm未満では430LNb）、オーステナイト系（ER308LSi、309LSi等）、デュプレックス系（ER312）が使用可能です。オーステナイト系およびデュプレックス系フィラーは溶接金属部の低温割れと粒界腐食リスクを排除しますが、熱影響部のリスクは残るため、予熱と溶接後熱処理は常に必要です。UGIMA® 4104は硫黄含有量が多いため、「Ni基」フィラーワイヤの使用は推奨しません（熱割れリスク）。