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420 は、最大の耐食性や溶接性よりも高硬度、機械的強度、耐摩耗性が重要な場合に使用される熱処理可能なマルテンサイト系ステンレス鋼です。通常、焼きなまし状態で機械加工され、焼き入れおよび焼き戻しが行われ、その後、必要に応じて仕上げ研削または研磨が行われます。
420ステンレス鋼
ナイトテック
- ステンレス鋼
CNC加工、板金加工、鍛造、フォーミング、レーザーカット、曲げ、ロウ付け、穴あけ、製作、研削、熱処理
$$ - 中程度
- 高強度、 - 耐食性、 - 耐摩耗性、 - 寸法安定性
シャフト / バルブ部品 / ポンプ部品 / ブシュ / 摩耗部品 / ピン / 精密機械部品 / 切削部品 / ツーリング部品 / ファスナー / 金型部品 / 工業用ブレード / 高硬度金物
2026年8月
技術データ
420 ステンレス鋼は、304 や 316 などの従来のオーステナイト系ステンレス鋼よりも大幅に高い硬度と耐摩耗性が必要な用途向けに開発されたマルテンサイト系ステンレス鋼です。
一般的には次のように指定されます。
UNS S42000
420 には、約 12 ～ 14% のクロムが含まれており、汎用のオーステナイト系ステンレス鋼よりも高い炭素レベルが含まれています。
クロムとカーボンを組み合わせることで、次のような材料が可能になります。
オーステナイト化→焼入れ→焼き戻し
高い硬度と機械的強度を実現します。
304 や 316L とは異なり、420 は磁性があり、従来通り熱処理によって硬化できます。
アプリケーションで次のことが必要な場合は、通常 420 が選択されます。
高硬度
優れた耐摩耗性
熱処理強度
精密研削能力
中程度の耐食性
磁気の挙動
従来の非ステンレス工具や炭素鋼よりも優れた耐食性
これは、最大の耐食性や溶接性よりも摩耗性能が重要な機械部品に特に役立ちます。
420 は、高硬度で耐摩耗性の部品に使用される熱処理可能なマルテンサイト系ステンレス鋼で、硬化前に機械加工し、熱処理後に仕上げ研磨が可能です。
代表的な UNS S42000 の組成限界を以下に示します。
要素 |
構成 |
|---|---|
クロム(Cr) |
12.0～14.0% |
カーボン(C) |
≧0.15% |
マンガン(Mn) |
≤ 1.00% |
シリコン（Si） |
≤ 1.00% |
リン(P) |
≤ 0.040% |
硫黄(S) |
≤ 0.030% |
鉄(Fe) |
バランス |
実際の構成要件は、該当する製品仕様によって異なります。
クロム
ステンレス鋼の耐食性を高め、焼入れ性に寄与します。
炭素
焼入れ後に硬いマルテンサイト組織を形成できます。
一般に、炭素含有量が高くなると、達成可能な硬度が高くなりますが、炭化物がマトリックスからクロムを過剰に消費すると、靭性と腐食性能が低下する可能性があります。
「420 ステンレス鋼」は、製品の仕様や地域の指定に応じて、さまざまな炭素レベルの材料に対応できます。
これは次のことを意味します。
達成可能な最大硬度
靭性
熱処理応答性
耐摩耗性
より広範な 420 ファミリの下で販売される製品間では大幅に異なる場合があります。
管理されたエンジニアリングを購入する場合は、グレード名だけに依存するのではなく、正確な規格と化学組成を指定する必要があります。
420 の機械的特性は以下に大きく依存します。
炭素含有量
オーステナイト化温度
急冷法
焼き戻し温度
セクションサイズ
材質の状態
したがって、単一の引張値または硬度値をすべての 420 材料を代表するものとして扱うべきではありません。
アニーリングされた 420 は、硬化した材料よりも柔らかく、機械加工が容易です。
代表的な値はおおよそ次の範囲内に収まります。
財産 |
代表範囲 |
|---|---|
抗張力 |
約650～800MPa |
降伏強さ |
約350～500MPa |
伸長 |
約15～25% |
硬度 |
通常は約 240 HB 未満 |
これらの値は単なる参考値です。
正確な要件は、該当する製品仕様と照らし合わせて検証する必要があります。
硬化と焼き戻しの後、420 は次の性能を大幅に向上させることができます。
抗張力
降伏強さ
硬度
耐摩耗性
一般的な硬度は、炭素レベルと焼き戻し条件に大きく依存します。
多くの市販の 420 グレードでは、達成可能な硬度は次のようになります。
40 ～ 50 HRC
より広範な 420 ファミリー内の高炭素バリアントでは、さらに高い硬度が達成される可能性があります。
硬度は常に次のものと一緒に指定する必要があります。
材質規格
開始条件
熱処理手順
必要な硬度の範囲
精密摩耗コンポーネントの場合は、以下のみを指定します。
420ステンレス鋼
では不十分な場合が多いです。
財産 |
代表値 |
|---|---|
密度 |
約7.7 ～ 7.8 g/cm3 |
弾性率 |
約200GPa |
熱伝導率 |
約24～25W/m・K |
比熱容量 |
約460J/kg・K |
電気抵抗率 |
約0.55～0.60μΩ・m |
熱膨張、20～100℃ |
約10～11μm/m・℃ |
磁気の挙動 |
磁気 |
物理的特性は概算であり、温度や材料の状態によって異なります。
420 は一般に、304 または 316L よりも熱膨張係数が低くなります。
これは精密機械部品に役立ちますが、熱処理による歪みは別途考慮する必要があります。
420 は、適度なステンレス鋼の耐食性を提供します。
一般に、次のような材質の場合に耐食性が最も高くなります。
適切に硬化
適切に焼き戻された
クリーン
磨かれたまたは細かく仕上げられた
鉄汚染がない
ただし、420 は 304、316、または 316L と同じ腐食マージンを提供しません。
420 は以下の場合に優れたパフォーマンスを発揮します。
乾燥した室内環境
穏やかな産業環境
クリーンな大気暴露
軽い湿気への暴露
これは、最大の耐食性よりも機械的硬度が重要な場合に一般的に使用されます。
420 は、選択された淡水用途で満足のいく性能を発揮します。
適合性は以下によって異なります。
塩化物含有量 / 温度 / 表面仕上げ / 暴露時間 / 隙間形状
大量の塩化物を含む連続湿式サービスには、オーステナイト系または二相ステンレス鋼の方が適している可能性があります。
420 は耐塩化物スペシャリストグレードではありません。
塩化物は以下のリスクを高める可能性があります。
孔食
隙間腐食
表面の汚れ
のために：
海岸暴露 / 塩水噴霧 / 海水 / 塩化物プロセス流体
環境の重大度に応じて、316L、2205、または 2507 を検討してください。
420 を船舶グレードのステンレス鋼として位置付けるべきではありません。
直接海水にさらすことは、一般に主な用途には適していません。
高強度コンポーネントが海水でも動作する必要がある場合、硬度だけに依存するのではなく、耐食性のある代替品を考慮して選択する必要があります。
420 は、選択されたマイルドな化学薬品に対する耐性を提供しますが、化学処理ステンレス鋼として位置付けられるべきではありません。
積極的な化学物質への暴露の場合は、次のことを考慮してください。
316L / 904L / 高合金ステンレス鋼
実際の環境により異なります。
熱処理は腐食性能に影響を与えます。
不適切な熱処理により、クロムが豊富な炭化物が形成され、周囲のマトリックスに含まれるクロムが減少する可能性があります。
したがって、適切な硬化と焼き戻しは、機械的特性だけでなく、有用な耐食性を維持するためにも重要です。
環境 |
適合性 |
選択メモ |
|---|---|---|
室内乾燥 |
✅ 素晴らしい |
共通アプリケーション環境 |
一般産業用 |
✅良い |
多くの機械部品に適しています |
淡水 |
✅ / 評価する |
塩化物レベルが重要 |
屋外の雰囲気 |
✅良い |
表面仕上げが性能に影響を与える |
食品に接触する機械部品 |
⚠評価する |
304 / 316L は腐食と衛生のために好まれることが多い |
軽度の化学物質への曝露 |
⚠評価する |
化学的適合性を確認する |
海岸環境 |
⚠限定 |
塩化物は適合性を低下させます |
海洋/海水 |
— 好ましくない |
316L / デュプレックスグレードを検討してください |
高塩化物環境 |
— 好ましくない |
高級合金グレードを推奨 |
積極的な化学サービス |
— 好ましくない |
腐食を重視したステンレスグレードを検討する |
硬度は 420 の特徴の 1 つです。
適切な硬化と焼き戻しの後、420 は以下の硬度よりも大幅に高い硬度を達成できます。
304 / 304L / 316 / 316L
これにより、次の用途に適しています。
摩耗面 / ピン / ブシュ / バルブ部品 / 切削部品 / 精密機械ハードウェア
一般に、硬度が高いほど、以下に対する耐性が向上します。
摩耗
滑り摩耗
表面変形
機械的接触による損傷
実際の摩耗性能は、依然として以下に依存します。
表面仕上げ / 潤滑 / 面圧 / 相手材 / 熱処理
420 は従来のマルテンサイト熱処理によって強化できます。
これにより、304 や 316L などのオーステナイトグレードと区別されます。
最終的なプロパティのバランスは、次の方法で調整できます。
オーステナイト化温度/焼入れ/焼戻し温度
420 は、焼きなまし状態と硬化状態の両方で磁性を示します。
これはマルテンサイトステンレス鋼では正常です。
420 は多くの機械用途に有用な耐食性を提供しますが、耐食性はグレードを選択する主な理由ではありません。
腐食性能が設計要件の大半を占める場合は、別のステンレス鋼ファミリーの方が適切な場合があります。
420 には 304 や 316L のような延性がありません。
通常、成形は最終硬化前の焼きなまし状態で完了する必要があります。
マルテンサイト変態と比較的高い炭素含有量により、以下のリスクが増加します。
溶接割れ
高いHAZ硬度
残留応力
靭性の低下
したがって、より溶接しやすいステンレス鋼が設計要件を満たすことができる場合には、溶接は避けるべきです。
420 は、熱処理を中心に製造シーケンスが計画されている場合の機械加工や研削に適しています。
互換性: ✅ 焼きなまし状態で良好
420 は次のとおりです。
旋削 / フライス加工 / 穴あけ / ねじ切り / ボーリング
最終硬化前。
通常、広範囲の機械加工には焼きなまし状態が適しています。
硬化後の加工難易度は大幅に上昇します。
硬度が高くなる:
切削抵抗
工具の摩耗
発熱
工具寿命が低下するリスク
最終的な熱処理の後、重要な寸法を得るには、従来の大規模な機械加工よりも研削が好まれることがよくあります。
精密コンポーネントの一般的なルートは次のとおりです。
焼きなまし材
↓
荒加工
↓
中仕上げ加工
↓
焼入+焼戻し
↓
仕上げ研削
↓
必要に応じて研磨/不動態化
このルートにより、合金がまだ機械加工可能な状態で、ほとんどの材料を除去できます。
互換性: ✅ 硬化前は良好
穴あけとタップ加工は、可能であれば最終硬化前に完了することが望ましいです。
Hardened 420 では次のことが可能になります。
小穴・深穴・めねじ
生産がかなり困難になります。
互換性: ✅ 優れています
焼き入れ420の場合、研削は特に重要です。
典型的なアプリケーションには次のようなものがあります。
軸径
座面
バルブコンポーネント
摩耗面
精密ピン
ツーリングコンポーネント
熱処理前に研削代を計画する必要があります。
互換性: ✅
420 は、適切な温度制御を使用して熱間鍛造できます。
鍛造コンポーネントは通常、最終使用前に制御された冷却とそれに続く焼きなましまたは熱処理を必要とします。
互換性: ⚠ 限定的
焼きなまし状態での簡易成形も可能です。
420 は次の場合には推奨されません。
厳しい深絞り加工 / 複雑なシート成形 / 高延性加工
互換性: ⚠ 悪い / 好ましくない
溶接は技術的には可能ですが、慎重な手順管理が必要です。
溶接が避けられない場合は、次のような考慮事項が考えられます。
予熱
制御された入熱
適切なフィラーの選択
徐冷
溶接後の熱処理
溶接を多用するアセンブリには、通常、304L または 316L がより適切な材料です。
熱処理は 420 ステンレス鋼の選択において最も重要な部分の 1 つです。
アニーリングは、硬度を低下させ、機械加工性を向上させるために使用されます。
一般的なアニーリングでは、次のような温度まで加熱します。
840～900℃
その後、制御された徐冷を行います。
正確な処理は、製品のサイズ、カーボンレベル、および適用される仕様によって異なります。
一般的な硬化サイクルでは、およそ次の範囲で加熱します。
980～1050℃
オーステナイトを形成し、十分な炭素とクロムを溶液に溶解します。
次に、コンポーネントは適切な冷却媒体を使用して急冷されます。
考えられる方法は次のとおりです。
油焼入れ
適切なセクションサイズの空冷
真空熱処理における制御ガス焼入れ
正確なプロセスパラメータは、該当する熱処理仕様に従う必要があります。
焼入れにより、オーステナイト構造がマルテンサイトに変化します。
これにより、高い硬度が得られますが、次のものも増加します。
残留応力
脆さ
歪みのリスク
したがって、硬化後に焼き戻しが必要になります。
テンパリングでは、次の最終バランスが調整されます。
硬度・強度・靭性・残留応力
一般に、焼き戻し温度が低いほど、より高い硬度が維持されます。
一般に、焼き戻し温度が高くなると、硬度は低下しますが、靱性は向上します。
最大の硬度と耐摩耗性が必要な場合は、通常、より低い焼き戻し温度が使用されます。
正確な範囲は次に従って選択する必要があります。
必要な硬度 / 靭性 / 断面サイズ / 使用条件
特定の中間焼戻し温度では、次のような好ましくない組み合わせが生じる可能性があります。
靭性の低下
耐食性の低下
焼き戻し脆化感受性
このため、適用される合金仕様と最終特性要件を参照せずに、一般的な熱処理温度を選択すべきではありません。
高温で焼戻しすると硬度は低下しますが、靭性は向上します。
これは次の場合に役立つ可能性があります。
機械的衝撃
より高い靭性要件
最高硬度が不要な部品
従来のマルテンサイト硬化には、相変態と焼入れが含まれます。
これにより、次のような問題が発生する可能性があります。
寸法変化
反り
残留応力
したがって、精密部品には以下を含める必要があります。
熱処理代 / 研削代 / 歪み抑制 / 最終検査
420 PH と 17-4 PH はどちらも熱処理可能なステンレス鋼ですが、強化メカニズムが異なります。
オーステナイト化→焼入れ→焼き戻し
主な目標:
高硬度+耐摩耗性
解決策 治療 → 老化
主な目標:
高強度 + 制御された靭性 + 優れた寸法安定性
この違いは、2 つのグレードのどちらかを選択する際に重要です。
滑らかな表面は以下の両方を向上させることができるため、420 では表面状態が特に重要です。
摩耗挙動
耐食性能
互換性: ✅ 優れています
精密研削は、硬化した 420 コンポーネントの最も重要な仕上げ方法の 1 つです。
典型的なアプリケーションには次のようなものがあります。
シャフト / ピン / バルブ部品 / 摩耗面 / 精密機械部品
互換性: ✅ 優れています
420は研磨によく反応します。
研磨された表面には次のような効果があります。
表面粗さを低減する
外観を改善する
腐食が始まる場所を減らす
接触動作を改善する
互換性: ✅ 良い
420 は、適切な洗浄後に不動態化できます。
不動態化は遊離鉄の除去に役立ち、ステンレス鋼の不動態表面をサポートします。
攻撃的な環境では、420 が 304 または 316L と同等になるわけではありません。
互換性: ✅ / 評価する
酸洗は酸化物や熱処理スケールの除去に使用できます。
過度の攻撃を避けるために、プロセスの化学的性質と暴露時間を制御する必要があります。
互換性: ✅ 良い
ビードブラストにより均一なマット仕上げが可能です。
腐食に敏感なコンポーネントの場合、鉄による汚染を防ぐためにブラスト媒体を管理する必要があります。
互換性: ✅ 優れています
以下に適しています:
部品番号 / シリアル番号 / 材質の識別 / トレーサビリティ
互換性: ⚠ 評価する
420 は電解研磨することができますが、これは通常、高硬度のマルテンサイト部品の主要な仕上げ方法ではありません。
衛生的な用途や腐食に敏感な電解研磨用途には、一般に 316L の方が適切な基材です。
精密研削 ✅ / 機械研磨 ✅ / 不動態化 ✅ / 酸洗い ✅ / ビードブラスト ✅ / レーザーマーキング ✅ / 電解研磨 ⚠
硬化した 420 コンポーネントの場合は、熱処理シーケンスとともに最終仕上げを考慮する必要があります。
一般的な精密製造ルートは次のとおりです。
機械加工 → 硬化 → 焼き戻し → 仕上げ研削 → 研磨 → 洗浄/不動態化
これにより、熱処理による歪みが生じた後でも、最終的な寸法と機能面を制御できます。
グレードの選択
420 ステンレス鋼は、標準のオーステナイト系ステンレス鋼よりも高い硬度、耐摩耗性、熱処理強度が必要な部品に一般的に使用されます。
これは、焼きなまし状態で機械加工し、焼き入れおよび焼き戻しを行った後、仕上げ研削または研磨できる精密機械部品に特に適しています。
代表的な用途:
ドライブシャフト / ガイドピン / ピボットピン / 精密シャフト / ロケートピン
420 は、以下の便利な組み合わせを提供します。
硬度 / 強度 / 耐摩耗性 / 中程度の耐食性
厳密に制御されたシャフト直径の場合、多くの場合、熱処理後の仕上げ研削が適切です。
代表的な用途:
バルブステム / バルブコンポーネント / ポンプシャフト / ポンプハードウェア / 磨耗接触コンポーネント
420 は、可動コンポーネントが 304 または 316L よりも高い硬度を必要とする場合に役立ちます。
攻撃的な塩化物または化学薬品を使用する場合は、耐食性を別途検討する必要があります。
代表的な用途:
ブシュ / スリーブ / ウェアプレート / ガイド / 接触部品 / 保持要素
硬化 420 は、一般的なオーステナイト系ステンレス鋼よりも表面変形や滑り摩耗に対して優れた耐性を発揮します。
実際の摩耗性能は、依然として以下に依存します。
相手面材質/潤滑/表面仕上げ/面圧/熱処理
代表的な用途:
ピン / カップリング / 機械ハードウェア / 精密ハウジング / リテーナー / 小型耐荷重部品
420 は、部品に以下が必要な場合に実用的なオプションです。
硬化前のCNC加工
制御された熱処理
精密研削
高硬度
中程度の耐食性
代表的な用途:
工業用ブレード / 切削部品 / スクレーパ / インサート工具 / 金型関連部品
ステンレス材料が汎用の耐食グレードよりも高い硬度を必要とする場合、420 がよく検討されます。
最大限のエッジ保持力または非常に高い硬度を得るには、440C がより適している可能性があります。
代表的な用途:
ピン / ネジ / 固定金具 / メカニカルファスナー / 調整部品
420 は、ハードウェアが機械的変形や摩耗に耐える必要がある場合に使用できます。
硬度よりも耐食性が重要な場合は、304 または 316 の方が全体的なバランスが優れている場合があります。
代表的な用途:
金型インサート / ツーリング部品 / 精密サポート部品 / 摩耗インサート
420 は次の場合に役立ちます。
研磨性
硬度
耐食性
精密研削
も併せて必要となります。
必要な硬さは熱処理条件と合わせて指定してください。
420 は、最大の耐食性、溶接性能、またはシート成形能力よりも高い硬度と耐摩耗性が重要な場合に強力な材料の選択肢です。
高硬度
優れた耐摩耗性
熱処理可能な機械的特性
硬化前のCNC加工
硬化後の精密研削
磁性ステンレス鋼
中程度の耐食性
304 や 316 よりも優れた摩耗性能
一部の非ステンレス硬化鋼のステンレス代替品
部品に摩耗面がある
420 は、以下にさらされるコンポーネントに役立ちます。
滑り接触 / 繰り返しの機械的接触 / 表面荷重 / 摩耗
コンポーネントは機械加工後に硬化する必要があります
一般的なルートは次のとおりです。
焼鈍材→CNC加工→焼入れ→焼き戻し→仕上げ研削
304 や 316 は柔らかすぎる
オーステナイト系ステンレス鋼が十分な耐食性を備えているものの、硬度が不十分な場合には、420 がより優れた機械的ソリューションを提供する可能性があります。
精密研削は製造ルートの一部です
420 は、熱処理後に最終研磨が必要なシャフト、ピン、摩耗面に特に適しています。
最終的な硬度が重要な場合は、グレード名のみを使用して 420 を選択しないでください。
必要な熱処理条件は用途に合わせてご使用ください。
選択の意図:
最終硬化前の機械加工/限定成形
大幅な材料除去が必要な場合は、アニール条件を選択してください。
選択の意図:
耐摩耗性 + 表面硬度
一般に、焼き戻し温度が低いほど、焼き入れ後に高い硬度が維持されます。
以下のような場合に適しています。
履き心地は大事だよ
表面変形は最小限に抑える必要があります
靭性要件は中程度である
選択の意図:
靭性の向上 + 硬度の低下
焼戻し温度を高くすると硬度は低下しますが、靭性が向上し、残留応力が低くなります。
これは、以下にさらされるコンポーネントに適している可能性があります。
機械的衝撃
インパクト
循環ロード
より大きなセクションサイズ
正しい条件は次のように定義される必要があります。
必要な硬度 / 靭性 / 断面サイズ / 摩耗機構 / 腐食環境 / ひずみ許容値
主な要件 |
検討すべきグレード |
選定理由 |
|---|---|---|
低い硬度 + 優れた靭性 |
410 |
一般的なマルテンサイト工学グレード |
より高い最大硬度 |
440℃ |
高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼 |
高い構造強度 + 優れた靭性 |
17-4PH |
析出硬化型高強度グレード |
より優れた一般腐食耐性 |
304 |
より耐食性と成形性が向上 |
優れた耐塩化物性 |
316 / 316L |
耐孔食性および耐すきま腐食性の向上 |
溶接性と製造性の向上 |
304L / 316L |
オーステナイトグレードはより製造しやすい |
最大の加工生産性 |
303 / 416 |
自由加工材種 |
高強度+耐塩化物性 |
2205 デュプレックス |
塩化物環境に最適な組み合わせ |
420 と 410 はどちらもマルテンサイト系ステンレス鋼で、熱処理によって硬化することができます。
一般に 420 はより多くのカーボンを含み、より高い硬度と耐摩耗性を実現できます。
通常、410 は靭性、機械加工性、一般的な機械的性能のバランスが優れています。
次の場合には 420 を選択してください:
より高い硬度と耐摩耗性がより重要です。
次の場合には 410 を選択してください:
より汎用的な熱処理可能なステンレス鋼が必要です。
CTA:
410 ステンレス鋼と 420 ステンレス鋼の比較
どちらのグレードも熱処理可能なマルテンサイト系ステンレス鋼です。
440C には実質的に多くの炭素が含まれており、大幅に高い硬度を実現できます。
420 は通常、以下を提供します。
靭性の向上
硬化前の加工が容易
より穏やかな熱処理応答性
440C は以下の場合に適しています。
ベアリング / 高摩耗精密部品 / 超高硬度用途
次の場合には 420 を選択してください:
高い硬度が必要だが、最大硬度は必要ありません。
次の場合に 440C を選択してください。
非常に高い硬度と耐摩耗性が設計の重要な部分を占めます。
CTA:
420 ステンレス鋼と 440C ステンレス鋼の比較
420 PH と 17-4 PH はどちらも熱処理可能なステンレス鋼ですが、強化メカニズムと選択の優先順位が異なります。
420 の用途:
オーステナイト化→焼入れ→焼き戻し
17-4 PH の用途:
解決策 治療 → 老化
420 は主に硬度と耐摩耗性を考慮して選択されます。
17-4 PH は、主に高い構造強度、靭性、寸法制御を目的として選択されます。
次の場合には 420 を選択してください:
硬度と耐摩耗性が主な要件です。
次の場合に 17-4 PH を選択してください:
高い降伏強度と靭性がより重要です。
CTA:
420 と 17-4 PH ステンレス鋼の比較
420 は、はるかに高い強度と硬度に硬化することができます。
304 は耐食性、成形性、溶接性が優れています。
次の場合には 420 を選択してください:
耐摩耗性と熱処理可能な硬度が必要な場合。
次の場合には 304 を選択してください。
一般的な耐食性と製造能力がより重要です。
420 はより高い硬度と耐摩耗性を提供します。
316L は、実質的に優れた塩化物腐食耐性と溶接性能を提供します。
次の場合に 420 を選択します。
コンポーネントが主に機械的摩耗部品である。
次の場合には 316L を選択してください。
コンポーネントが塩化物を含む化学物質や溶接などの腐食に敏感な作業にさらされる場合。
どちらのグレードもマルテンサイト系ステンレス鋼であり、焼き入れが可能です。
416 は機械加工性を向上させるために改良されています。
より高い硬度と摩耗性能を実現するには、通常 420 が選択されます。
次の場合には 420 を選択してください:
硬度と耐摩耗性がより重要です。
次の場合には 416 を選択してください:
機械加工の生産性がより重要です。
420 は、材料が棒、板、シート、または別の形状で購入されるかどうかに応じて、異なる製品規格に基づいて供給されます。
指定制度 |
指定 |
|---|---|
AISI / ASTM タイプ |
420 |
UNS |
S42000 |
共通EN同等グレード |
1.4021* |
共通のEN指定 |
X20Cr13* |
JIS |
SUS 420J1 / SUS 420J2※ |
同等品に関する重要な注意事項:
420 は広範なマルテンサイト系ステンレス系であり、国際的な指定は常に正確な 1 対 1 の同等品であるとは限りません。
炭素範囲は大幅に異なる場合があります。
管理されたエンジニアリング作業の場合、グレードを交換可能として扱う前に、実際の仕様と化学的性質をチェックする必要があります。
一般的に次のような場合に適用されます。
バー/形状
機械加工されたシャフト、ピン、その他の棒材コンポーネントに関連します。
以下に適用される可能性があります:
ボイラーおよび圧力容器用途向けの棒材および形状
ここで、タイプ 420 は該当する仕様に含まれます。
製品および仕様範囲に応じて、420 は次のようなフラット製品形式で入手できる場合があります。
プレート/シート/ストリップ
必要な製品形式については、正確なグレードと機械的要件を確認する必要があります。
正確な EN グレードと仕様に応じて、関連するマルテンサイト系ステンレス鋼が EN 10088 製品規格に基づいて供給される場合があります。
420 タイプのステンレス鋼では炭素含有量と熱処理要件が非常に重要であるため、EN グレードは単に「420」から換算するのではなく、明示的に指定する必要があります。
420 は一般に次のように入手できます。
丸棒/平鋼/板/板/条/鍛造材/ビレット/精密研削棒
一般的に次の目的で使用されます。
シャフト・ピン・ブッシュ・バルブ部品・精密旋削品
一般的に次の目的で使用されます。
摩耗部品 / ツーリング部品 / 金型部品 / 機械加工部品
薄いマルテンサイトステンレス製品が必要な特定の用途に使用されます。
420 は、一般的な板金製造グレードとして扱うべきではありません。
420 は次のような条件で供給される場合があります。
焼きなまし / 軟焼き / 焼き入れ / 焼き入れ焼き戻し / 研削
CNC 機械加工プロジェクトの場合、通常、焼きなましされた材料が最も実用的な開始条件となります。
最終部品の場合、必要な硬度または熱処理条件を明確に定義する必要があります。
製品の形態に応じて、420 は次のように供給される場合があります。
熱間圧延/冷間引抜/皮むき/旋削/研削/研磨/焼きなまし表面
精密研削バーは、シャフトや円筒部品に特に役立ちます。
「420 ステンレス鋼」だけでは、管理されたエンジニアリングの購入に十分な情報が得られない可能性があります。
炭素含有量と最終的な硬度は異なる可能性があるため、これは特に重要です。
機械的特性が重要な場合、図面または購入仕様書で以下を特定する必要があります。
学年
UNS指定
適用可能な ASTM / EN 仕様
製品形態
寸法
開始条件
必要な硬さ
硬化要件
焼き戻し要件
表面状態
研削代
材料認証
熱・ロットトレーサビリティ
熱処理認証
より明確な仕様は次のようになります。
420 / UNS S42000 / ASTM A276 / 焼きなまし / 最終硬度 XX–XX HRC
ここで、硬度範囲は実際の用途に応じて設計エンジニアによって選択されます。
420 を選択してください
耐摩耗シャフト/ピン/ブッシュ/バルブ部品/ポンプ部品/精密機械部品/工業用ブレード/ツーリング部品/高硬度金物
410 を選択する場合
より幅広い靱性を重視した機械的バランスを備えた低炭素マルテンサイトグレードが推奨されます。
440C を選択する場合
最高の硬度と耐摩耗性が必要です。
17-4 PH を選択する場合
高い構造強度と靭性は最大硬度よりも重要です。
304 を選択する場合
耐食性、成形性、溶接性がより重要です。
316L を選択する場合
耐塩化物性と溶接の腐食に敏感なサービスが主な要件です。
416 を選択する場合
自由加工挙動と熱処理可能な機械的特性は、最大硬度よりも重要です。
420のよくある質問
硬度、熱処理、耐摩耗性、機械加工、腐食性能、研削、材料選択など、420 ステンレス鋼に関する一般的なエンジニアリングの質問。
420 は、一般に UNS S42000 と呼ばれる熱処理可能なマルテンサイト系ステンレス鋼です。
304 や 316 などの従来のオーステナイト系ステンレス鋼よりも高い硬度、強度、耐摩耗性を必要とする部品に主に選択されます。
はい。 420 ステンレス鋼が選択される主な理由の 1 つは、高い硬度です。
最終的な硬度は炭素含有量、オーステナイト化温度、焼入れ方法、焼き戻し条件によって決まるため、420 に 1 つの普遍的な硬度値を割り当てるべきではありません。
適切に焼き入れおよび焼き戻しされた市販の 420 グレードは、通常、約 40 ～ 50 HRC の範囲の硬度レベルに達します。
より広範な 420 ファミリー内の高炭素バリアントは、より高い硬度を達成する可能性があります。したがって、必要な硬さは、適用される材料規格および熱処理条件と合わせて指定する必要があります。
はい。 304 や 316L とは異なり、420 はオーステナイト化、焼き入れ、焼き戻しによって従来どおり硬化できます。
この熱処理反応により、エンジニアは硬度、強度、靱性のバランスを調整することができます。
一般的な製造ルートは次のとおりです。
焼鈍材→機械加工→オーステナイト化→焼入れ→焼き戻し→仕上げ研削・研磨
正確な温度、保持時間、急冷方法は、該当する材料と熱処理の仕様に従う必要があります。
焼入れにより硬いマルテンサイト構造が生成されますが、残留応力と脆性も生じます。
焼き戻しは、これらの影響を軽減し、硬度、強度、靱性の必要なバランスを確立するために使用されます。
はい。一般に、焼き戻し温度が低いと硬度は高く保たれますが、焼き戻し温度が高いと硬度が低下し、靱性が向上します。
必要な耐摩耗性、靭性、断面サイズ、使用環境に応じて、適切な焼き戻し条件を選択する必要があります。
はい。硬化 420 は有用な耐摩耗性を提供し、シャフト、ピン、ブッシング、バルブ部品、切削部品、その他の機械的摩耗部品に一般的に選択されます。
実際の摩耗性能は、潤滑、接触圧力、相手面の材質、表面仕上げ、最終硬度によっても異なります。
420 は、乾燥した大気環境および選択された穏やかな環境において、中程度のステンレス鋼耐食性を提供します。
その耐食性は一般に 304、316、および 316L よりも低いため、主に攻撃的な塩化物または化学環境には選択しないでください。
はい。熱処理は微細構造内の炭素とクロムの分布に影響を与えるため、腐食性能に影響を与える可能性があります。
適切な硬化、焼き戻し、および表面仕上げは、有用な耐食性を維持するために重要です。
420 は通常、継続的な海水や重度の塩化物にさらされる場合の主な素材として推奨されません。
塩化物が豊富な環境では、316L、2205 デュプレックス、または 2507 スーパー デュプレックスが、より適切な耐食性プロファイルを提供する可能性があります。
塩分への暴露が制限されている特定の機械用途で使用することはできますが、一般的な船舶用ステンレス鋼として扱うべきではありません。
材料を選択する前に、塩分濃度、湿潤頻度、表面仕上げおよび隙間の状態を評価する必要があります。
はい。 420 はマルテンサイト系ステンレス鋼で、焼きなまし状態と硬化状態の両方で磁性を示します。
これは材料の通常の挙動であり、304 や 316L などの焼きなましたオーステナイト系ステンレス鋼とは異なります。
はい、特に焼きなまし状態ではそうです。
420 は、最終硬化前に旋削、フライス加工、穴あけ、穴あけ、ねじ切りが可能です。熱処理後は硬度が増すため、機械加工は大幅に困難になります。
通常、ほとんどの材料除去は最終硬化前に実行されます。
一般的なルートは、焼きなまし状態での荒加工および中仕上げ加工、その後の焼き入れと焼き戻し、そして厳しい公差が必要な仕上げ研削です。
条件によっては適切な工具で加工可能ですが、硬度が高くなると従来の加工は困難になります。
精密に硬化された表面の場合、多くの場合、広範囲の旋削やフライス加工よりも研削の方が実用的です。
はい。精密研削は、硬化した 420 コンポーネントの最も有用な仕上げプロセスの 1 つです。
これは、シャフト直径、軸受面、ピン、バルブ部品、および熱処理後の厳密な寸法管理が必要なその他の機能によく使用されます。
溶接は技術的には可能ですが、一般的には好ましくありません。
マルテンサイト構造と炭素含有量により、溶接割れ、高い熱影響部硬度、残留応力のリスクが高まります。制御された溶接手順では、予熱および溶接後の熱処理が必要になる場合があります。
焼きなまし状態では、限られた曲げと成形が可能です。
420 は 304 または 316L よりも成形性が大幅に低いため、深絞りや複雑なシート成形が主な用途には選択しないでください。
はい。 420 は、制御された鍛造温度を使用して熱間鍛造できます。
鍛造コンポーネントは通常、指定された最終特性を達成するために適切な冷却、焼きなまし、その後の熱処理を必要とします。
はい。 420 は、適切な洗浄後に不動態化して遊離鉄を除去し、自然な不動態ステンレス鋼表面をサポートできます。
不動態化により、激しい腐食環境において 420 が 304 または 316L と同等になるわけではありません。
はい。 420 は、特に硬化および研削後の機械研磨によく反応します。
滑らかに研磨された表面は、外観を改善し、表面粗さを低減し、腐食や摩耗が始まる可能性のある箇所を減らすのに役立ちます。
どちらも熱処理可能なマルテンサイト系ステンレス鋼ですが、一般に 420 の方がより多くの炭素を含み、より高い硬度を実現できます。
410 は、強度、靱性、耐食性のより一般的なバランスが好ましい場合に通常選択されますが、420 は硬度と耐摩耗性とより強く関連しています。
440C には実質的に多くのカーボンが含まれており、420 よりも高い硬度と耐摩耗性を実現できます。
420 は一般にそれほど極端な硬度レベルを提供せず、440C で得られる最大硬度を必要としない用途ではより優れた靭性を提供できます。
420 は通常、オーステナイト化、焼き入れ、焼き戻しによって硬化され、主に硬度と耐摩耗性を目的として選択されます。
17-4 PH は析出硬化されており、一般に高い構造強度、靱性、および制御された機械的特性を求めて選択されます。
420 は、304 よりもはるかに高い硬度と強度に熱処理できます。
304 は、一般的な耐食性、溶接性、成形性が優れています。硬化機械部品には 420 を、一般的な耐食加工には 304 を選択してください。
420 は、熱処理後に実質的に高い硬度と耐摩耗性を提供します。
316L は、塩化物に対する耐食性と溶接性能がはるかに優れており、一般にプロセス、化学、腐食に敏感な製造装置に適しています。
どちらも熱処理可能なマルテンサイト系ステンレス鋼です。
416 には被削性を向上させるために硫黄が添加されていますが、より高い硬度と耐摩耗性が重要な場合には 420 が選択されるのが一般的です。
420 および関連する高炭素 420 タイプのグレードは、硬化および研磨が可能なため、選択された切削コンポーネントおよびブレードに使用されます。
最大限のエッジ保持力や実質的に高い硬度が必要な場合は、440C などの高炭素グレードを検討してください。
420 は、食品加工装置の厳選された硬化機械部品または切断部品に使用できます。
耐食性と洗浄性が設計の大半を占めるタンク、配管、衛生設備、またはコンポーネントの場合、一般に 304 または 316L がより適切な出発材料です。
一般的な形式は次のとおりです。
丸棒/平鋼/板/板/条/ビレット/鍛造材/精密研削棒
入手可能性と機械的要件は、該当する製品仕様と出発材料の状態によって異なります。
自動的に正確に 1 対 1 に等しいものとして扱われるべきではありません。
より広範な 420 ファミリには、さまざまなカーボン範囲と仕様要件を含めることができます。管理されたエンジニアリングを購入する場合は、実際の化学組成、製品規格、および必要な熱処理条件を確認してください。
一般的なマルテンサイトの機械的性能 → 410 ステンレス鋼
より高い最大硬度と耐摩耗性 → 440C ステンレス鋼
高い構造強度 + 靭性 → 17-4 PH ステンレス鋼
優れた一般耐食性 → 304 ステンレス鋼
より高い耐塩化物性 → 316 / 316L ステンレス鋼
より高い加工生産性 → 303 / 416 ステンレス鋼
高強度 + 耐塩化物 → 2205 二相ステンレス鋼
マテリアルサポート
420 ステンレス鋼を選択するには、合金グレードを確認するだけでは不十分です。製造前に、最終硬度、熱処理条件、加工順序、寸法公差、腐食環境をすべて考慮する必要があります。
420 は、硬度と耐摩耗性が主な要件であり、中程度の耐食性が十分である場合に最適です。
NAITE TECHでは、生産前に材料仕様を図面とともに確認し、必要な硬度や製造ルートを確認することができます。
420 は、次のようなアプリケーション要件に照らしてレビューできます。
必要な最終硬度
耐摩耗性
機械的強度
靭性
腐食環境
CNC 加工の要件
熱処理要件
研削要件
寸法許容差
表面仕上げ
製品形態
適用可能な ASTM / EN 仕様
認証とトレーサビリティの要件
別のステンレス鋼グレードの方がフィット感が優れている場合、一般的な代替品は次のとおりです。
一般的なマルテンサイト機械的性能 → 410
より高い最大硬度 → 440C
高い構造強度 + 優れた靭性 → 17-4 PH
加工生産性の向上 → 416
より優れた一般腐食耐性 → 304
より高い耐塩化物性 → 316 / 316L
硬度は 420 ステンレス鋼の最も重要な仕様項目の 1 つです。
グレードの指定だけでは最終的な硬さを定義するものではありません。
最終的なプロパティは以下に依存します。
炭素含有量
出発原料の状態
オーステナイト化温度
開催時間
急冷法
焼き戻し温度
セクションサイズ
最終研削または仕上げ
制御されたエンジニアリングコンポーネントの場合、必要な硬度範囲を図面または購入仕様書に記載する必要があります。
次のような要件。
420 / UNS S42000 / ASTM A276 / 最終硬度 XX–XX HRC
単に次のようにするよりも、実稼働環境に役立ちます。
420ステンレス鋼
420 は、従来のマルテンサイト熱処理により、その有用な高硬度特性を発現させます。
一般的な製造シーケンスには次のものが含まれます。
焼きなまし材
↓
荒加工
↓
中仕上げ加工
↓
オーステナイト化
↓
焼入れ
↓
テンパリング
↓
仕上げ研削
↓
必要に応じて研磨/不動態化
熱処理は、次の必要なバランスに従って選択する必要があります。
硬度 / 強度 / 靱性 / 耐摩耗性 / 歪み
達成可能な最高の硬度が、すべてのコンポーネントにとって自動的に正しい状態になるわけではありません。
一般に、420 は最終硬化前の機械加工が容易です。
製造に関する重要な考慮事項は次のとおりです。
焼きなまし加工
通常、旋削、フライス加工、穴あけ、ねじ切り加工のほとんどは、最終硬化前に完了する必要があります。
熱処理の許容値
精密フィーチャーでは、熱処理の前に追加の材料の許容値が必要になる場合があります。
歪みの制御
焼き入れにより、寸法変化や反りが生じる可能性があります。
仕上げ研削
重要なシャフト直径、軸受面、摩耗特徴については、熱処理後に研削が必要になる場合があります。
ネジ付きフィーチャー
ネジは、設計で特定の後処理プロセスが必要な場合を除き、実際には硬化する前に完成させる必要があります。
420 は中程度の耐食性を備えていますが、主に重度の腐食用途には選択しないでください。
重要な要素には次のようなものがあります。
塩化物濃度
湿気への暴露
動作温度
表面仕上げ
隙間の形状
預金
洗浄剤
熱処理条件
耐食性が重視される用途では、別のグレードの方が適切な場合があります。
典型的な代替案は次のとおりです。
より優れた一般腐食耐性 → 304
より高い耐塩化物性 → 316L
高強度 + 優れた耐塩化物性 → 2205 デュプレックス
重度の塩化物サービス → 2507 スーパー デュプレックス
管理されたプロジェクトの場合、材料と生産の要件を以下とともにレビューできます。
420 / UNS S42000
適用可能な ASTM / EN 仕様
製品形態
材質寸法
開始条件
最終的な硬さの要件
熱処理要件
研削代
表面仕上げ
認定要件
熱・ロットトレーサビリティ
熱処理に関する文書
設計図面と購入仕様は、一般的な Web サイトの参照データよりも優先される必要があります。
熱処理された 420 コンポーネントの場合、材料の種類と最終熱処理条件の両方を制御する必要がある場合があります。
指定された材料は、製造前に図面および購入要件と照合してチェックできます。
典型的な識別には次のものが含まれます。
420 / UNS S42000
EN またはその他の国際指定が指定されている場合は、公称グレード換算のみに依存するのではなく、実際の化学および製品仕様も確認する必要があります。
入ってくる材料の状態は、機械加工と最終熱処理の応答の両方に影響を与える可能性があります。
一般的な開始条件には次のようなものがあります。
焼き鈍し
軟質焼鈍
冷間仕上げ
地面
その他の指定された供給条件
機械加工が集中するコンポーネントの場合、一般に、焼きなました材料が好ましい開始条件です。
材料認証が必要な該当する材料およびプロジェクトについては、ミル テスト レポートを提供できます。
材料ソースと仕様に応じて、MTR には以下が含まれる場合があります。
材質グレード
熱数
化学組成
機械的性質
製品仕様
材質の状態
製品寸法
最終的な硬度が制御された熱処理に依存する場合、熱処理記録が必要になる場合があります。
プロジェクトによっては、ドキュメントには次のものが含まれる場合があります。
熱処理工程
オーステナイト化温度
急冷法
焼き戻し温度
開催時間
炉またはバッチの識別
治療日
最終的な硬さの結果
必要な文書は制作前に合意する必要があります。
硬度試験は、最終的な熱処理状態を確認するために使用できます。
図面または検査計画に応じて、検証では次のことが指定される場合があります。
硬度スケール
必要な硬度の範囲
試験会場
テストポイントの数
合格基準
精密摩耗コンポーネントの場合、最終的な硬度を寸法および表面の要件とともに評価する必要があります。
トレーサビリティ要件が適用される場合、熱、ロット、またはバッチの情報を維持できます。
これは特に次の場合に関連する可能性があります。
熱処理された精密部品
バルブとポンプのコンポーネント
耐摩耗部品
リピート生産
管理された材料の仕様
顧客が承認した材料ソース
受信した 420 マテリアルは以下についてチェックできます。
材料の識別
製品形態
寸法
表面状態
目に見える欠陥
重要な文書
開始条件が指定されている場合
精密な熱処理部品の場合、製造順序を確定する前に出発材料の状態を確認する必要があります。
追加の合金検証が必要な場合は、確実な材料識別またはその他の合意された材料検証方法が考慮される場合があります。
製造前に、方法、合格基準、および文書について合意する必要があります。
重要:
PMI は合金の化学的検証に役立ちますが、最終的な硬度、焼き戻し状態、または完全な機械的性能を確認するものではありません。
420 は通常、焼き入れと焼き戻しが行われるため、公差が厳しい部品の場合は熱処理による歪みを考慮する必要があります。
最終検査には以下が含まれる場合があります。
限界寸法
軸径
平面度
真直度
真円度
同心
ねじの特徴
地表
必要に応じて、寸法が許容される前に最終研削を実行できます。
プロジェクトの要件に応じて、サポート ドキュメントには次のものが含まれる場合があります。
材料証明書 / MTR / CoC / 熱処理証明書 / 硬度報告書 / 熱またはロット記録 / 受入検査記録 / 寸法検査報告書 / 追加の合意された品質文書
420 ステンレス鋼コンポーネントの場合、材料認証と熱処理検証を別個の管理として扱う必要がある場合があります。
材料証明書は、供給された合金を識別します。
熱処理と硬度の記録は、最終的な機械的条件を開発するために使用されたプロセスを検証します。
プロジェクトで特定の硬度範囲、熱処理証明書、材料規格、または熱数トレーサビリティが必要な場合は、見積もり時にこれらの要件を特定する必要があります。
このページの技術情報は、エンジニアリングの参考および予備的な材料の選択を目的としています。
最終材料、熱処理、および機械的特性の要件は、該当する製品仕様と照らし合わせて検証する必要があります。
ASTM A276 / A276M
ステンレス鋼の棒および形状。
CNC 加工に使用される多くの 420 棒材コンポーネントに関連します。
ASTM A479 / A479M
該当するグレードと要件が指定されているボイラーおよび圧力容器用途向けのステンレス鋼棒および形状。
ASTM A240 / A240M
必要なタイプ 420 の平坦な製品が該当する仕様でカバーされるステンレス鋼の板、シート、およびストリップ。
関連するマルテンサイト系ステンレス鋼は、該当する EN 10088 製品規格に基づいて指定される場合があります。
420 タイプのグレードは炭素含有量が異なる可能性があるため、直接 1 対 1 の変換であると想定するのではなく、正確な EN 指定を確認する必要があります。
AISI / ASTM タイプ: 420
UNS: S42000
共通EN同等グレード: 1.4021*
共通 EN 指定: X20Cr13*
JISファミリー： SUS 420J1 / SUS 420J2※
*国際指定では、炭素範囲と仕様要件が異なる場合があります。管理購入前に実際の同等性を確認してください。
材料および熱処理の情報は、次の機関が発行する技術データと照らし合わせて検討することもできます。
ASTMインターナショナル
英国ステンレス鋼協会
ワールドステンレス
大手ステンレスメーカー
適用熱処理仕様
顧客または業界の標準
一般的な Web サイト データは、硬度、摩耗、疲労、破壊、腐食、または安全性要件が重要であるアプリケーション固有のエンジニアリング評価に代わるべきではありません。
耐摩耗性または熱処理された精密部品として 420 ステンレス鋼を評価している場合は、図面、必要な硬度、材料仕様、動作環境を共有してください。当社のエンジニアリング チームは、420 が用途に応じて硬度、耐摩耗性、強度、腐食性能の適切なバランスを提供しているかどうかのレビューを支援します。
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