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析出硬化系ステンレス鋼(SUS631,632J1,TOKKIN®350)

coil
主な用途

ダイヤフラム、リードバルブ、バンドソー、マスクフレームスプリング、各種ばね、ベローズ


製造範囲

板厚: 0.010~2.0mm

幅  : 3~300mm

 

製造工場

日本


製品概要

冷間圧延後析出硬化処理により、マルテンサイトに微細なAlを含む金属間化合物を生じさせることにより非常に高い硬度の得られるステンレスです。(オーステナイト系をステンレスと比べ、耐食性がやや劣ります。)

※析出硬化とは、固溶化熱処理(溶体化熱処理)の後、時効硬化(析出硬化)を人工的に行なうことを言い、ステンレスの600番台(SUS631,SUS632J1,TOKKIN® 350など)、マルエージング鋼などが代表的です。

※耐食性:オーステナイト系>析出硬化系>フェライト系

 

この鋼種は、『成形時にはオーステナイト系ステンレスのように成形し易く、使用時にはマルテンサイト系ステンレスのように高強度である』というコンセプトの元に開発された材料です。

 

特徴

■SUS631(17-7PH)とは

18-8ステンレスの優れた性能を保持しながら、熱処理によって硬度を高めることができる析出硬化型の最も代表的な鋼種です。固溶化熱処理状態の最も軟らかいものから強圧延仕上げの硬いものまで、加工、用途に合わせて種々の熱処理を施すことによって、高炭素マルテンサイト系の焼入材に次ぐ強度のものを得ることができます。固溶化熱処理状態では非磁性ですが、析出硬化処理後はかなり強い磁性を示すようになります。

 

■SUS632J1(15-7PH)とは

SUS631では固溶化熱処理状態では軟らかく、種々の加工ができる反面これを硬化させる中間硬化処理が必要です。SUS632J1は固溶化熱処理をおこなっても常温では硬くなっておりその後の熱処理としては1回の析出硬化処理を施すだけでごく簡単です。この硬くなった固溶化熱処理材は、炭素量が低く靭性もあるため軽度の加工は可能です。仕上がり状態として固溶化熱処理仕上げと圧延仕上げがあり、圧延仕上げの方が大きい強度が得られますが、SUS631の強度には及びません。この鋼種は全ての状態で強い磁性を示します。

 

TOKKIN® 350とは

TOKKIN® 350はCr-Ni-Mo系のステンレス鋼です。溶体化処理状態や焼鈍状態では優れた加工性、熱処理により高い強度を誇り、耐力、繰り返し疲労強度に優れております。

⇒ SUS631、632J1 との違いについてはこちらまで。

 

同じ析出硬化系ステンレスでもSUS631とSUS632J1は何が違うの?

SUS631とSUS632J1の主な違いは以下の通りです。

 

(1)冷間圧延率による硬さ上昇が異なります。

下図(左)「冷間圧延と機械的性質」に圧延率-硬さ 及び 析出硬化後の硬さを示しますが、

SUS631 C(破線)は圧延率の上昇に伴い、硬さも大きく上昇致しますが、

SUS632J1 C(実線)につきましては圧延率が上がっても、硬さはSUS631 C程の上昇は見られません。

SUS632J1の方が強い冷間加工を行わなくてもある程度の強度が得られ、かつ冷間加工による硬さ上昇が小さいので、方向性を気にされる方や成型性・打ち抜き加工性をご要望の方にはSUS632J1をお勧めいたします。

 

(2)析出硬化熱処理(H処理)による硬さ上昇量が異なります。

SUS631のC材(冷間圧延材)にH処理(析出硬化熱処理)を施した場合、最大(圧延率が高い程、H処理後の硬さ上昇量が大きくなります)でもHV80~90程の上昇量ですが、SUS632J1では圧延率に関わらずHV150以上も上昇します。

 

但し、SUS631につきましては、A材(HV200以下の軟質材)にTH1050処理、RH950処理を施すことで硬さを大きく上げることが可能ですので、複雑な加工形状をご要望の場合はSUS631のA材をお勧めいたします。

しかしながら、A材の場合、H処理の前にマルテンサイト化処理(T処理、R処理)をしなければなりませんので、熱処理条件にご注意ください。

※SUS631の熱処理条件につきましては、『熱処理』のタブ内をご覧ください。

規格

JIS及び

弊社記号

国際規格

ISO

683/13

アメリカ

UNS

アメリカ

AISI

ASTM

イギリス

BS

1449/2

ドイツ

DIN,VDEh

17441

フランス

NF

A35-573

ロシア

ΓOCT

5632

欧州規格

EN

10088-1

SUS631

(17-7PH)

2(ISO

638/15)

S17700

 

631

-

 

X7CrNiAl177

 

Z9CNA17-07

 

09X17H7IO

X7CrNiAl17-7

 

SUS632J1

(15-7PH)

-

-

-

-

-

-

-

-

TOKKIN® 350

 

S35000

633

-

-

-

-

-

 

化学成分

種類

鋼種名

化学成分(%)

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

Mo

その他

析出硬化系

 

 

 

SUS631

(17-7PH)

≦0.09

≦1.00

≦1.00

≦0.040

≦0.030

16.00~

18.00

6.50~

7.75

-

Al

0.75~

1.50

SUS632J1

(15-7PH)

≦0.09

1.00~

2.00

≦1.00

≦0.040

≦0.030

13.50~

15.50

6.50~

7.75

-

Cu

0.40~

1.00

Ti

0.20~

0.65

TOKKIN® 350

0.07~0.11

≦0.50

0.50~1.25

≦0.040

≦0.030

16.00~17.00

4.00~5.00

2.50~3.25

N

0.07~0.13

 

Fe

Bal

 

特金のメリット

◎高い品質と信頼性をお届けします

一般材では出来ない厳しい板厚公差や強度の均一性により、ばね用途として強度の安定性が得られます。

また、成分調整、製造履歴の厳重管理による高清浄化や組織調整により、優れた耐疲労性、高信頼性を得ることが出来ます。

 

◎極薄箔も製造いたします

弊社では板厚0.010~0.099mmの極薄箔の製造が可能です。

 

◎小ロットにも柔軟に対応いたします

弊社では標準300㎏で製造可能です。

またご相談頂ければさらに小ロットも検討可能です。

(対応可否はその時々にもよりますので、都度、ご確認下さい。)

 

◎ご希望の硬さに調整いたします

オーダーメイドで製造を行なっておりますので、希望の硬さに調節することが可能です。

一般的な3/4H材はもちろんのこと、それ以外の硬度調整もできます。ご相談下さい。

 

◎表面肌をお選び頂けます

圧延ロールを変更することにより、ブライト仕上(光沢あり) か ダル仕上(梨地模様)をお選び頂けます。

また、ご指定によりヘアライン研磨(外注)も対応致します。

物理的性質

 

密度

g/cm3

比熱

J(kg・K)

電気抵抗

μΩ・cm

ヤング率

N/mm2

熱膨張係数

10-6/K

熱伝導率

W/(m・K)

SUS631

7.81

420

79

200,000

15.3

16.3

SUS632J1

7.74

502

100

196,000

10.9

15.9(100℃)

TOKKIN® 350

(焼鈍状態)

7.92

461

79

-

15.2

15.4

 

機械的性質

SUS631

 

 

素材状態

析出硬化処理後

素材

区分

硬さ

HV

引張強さ

N/m㎡

伸び

V曲げ

0.5t

W曲げ

1.0t

硬さ

HV

引張強さ

N/m㎡

耐力

N/m㎡

バネ限界値

N/m㎡

A材

 

TH1050

≦200

≦1030

20≦

R90°

R90°

345≦

1140≦

960≦

---

RH950

392≦

1230≦

1030≦

---

C材

1/2H

350≦

1080≦

5≦

1.5t

R90°

2.0t

R90°

380≦

1230≦

880≦

635≦

3/4H

400≦

1180≦

---

---

---

450≦

1420≦

1080≦

835≦

H

450≦

1420≦

---

---

---

530≦

1720≦

1320≦

980≦

EH

480≦

1620≦

---

----

---

560≦

1900≦

1570≦

---

 

SUS632J1

 

 素材状態

析出硬化処理後

区分

硬さ

HV

引張強さ

N/mm2

耐力

N/mm2

硬さ

HV

引張強さ

N/mm2

バネ限界値

N/mm2

1/2H

≦350

≦1200

1250≦

400≦

1300≦

1200≦

3/4H

≦420

≦1450

1500≦

480≦

1550≦

1400≦

 

TOKKIN® 350

BA状態

SCT850状態

硬さ

HV

引張強さ

N/mm2

耐力

N/mm2

伸び

%

硬さ

HV

引張強さ

N/mm2

耐力

N/mm2

伸び

%

≦266

≦1393

≦641

9≦

412~484

1276≦

1034≦

4≦

⇒ TOKKIN® 350のより詳細な機械的性質はこちらまで。

 

機械的性質のグラフ

SUS631

 

SUS632J1

析出硬化処理

析出硬化とは・・・

固溶化熱処理(溶態化熱処理)の後、時効硬化(析出硬化)を人工的に行うことをいい、ステンレスの600番台(SUS631, SUS632J2 など)、マルエージング鋼などが代表的です。

 

SUS631

上の、TH、RH処理は2種類の熱処理を行うことで硬化させることで、最初のT処理、R処理は準安定オーステナイト相のA材を鋼の焼入のようにマルテンサイト化する一次硬化熱処理であり、2番目のH処理は、この鋼種の最大特長である析出硬化を起こさせて完全に硬化させるものです。下のCH処理は熱処理によるマルテンサイト化処理の代わり冷間加工で硬化させるもので、弊社では冷間圧延で適当な硬さに仕上げてご提供しています。(C材)

従ってご使用上は、あと1回の析出硬化熱処理を施すだけで結構です。

※TH、RH、CHの末尾の数字は析出硬化処理温度を華氏で表して処理の区分をしています。

 

【備考】 

※固溶化状態(A材)でH処理のみ行なっても析出硬化することはできません。

※SUS631とSUS632J1では熱処理条件が異なります。

※誠に申し訳ございませんが、弊社ではTH, RHの硬化処理を行なう設備を持ち合わせていないため、これらの熱処理につきましてはお客様にて行なっていただいております。

 

SUS632J1

SUS632J1の熱処理条件は以下となります。

 ◆固溶化熱処理条件: 1,020~1,060℃急冷

 ◆析出硬化処理条件: 480℃1時間保持

 

ご使用上の注意事項

(1)熱処理温度がかなり高いため、できるだけ光輝雰囲気(真空、H2、N2、AXガス等)中で処理されることをおすすめします。やむを得ず着色が生じた場合、H処理のような低温スケールは①10%塩酸→30%硝酸、または②15%硝酸+2%弗酸(硝弗酸)で除去できます。

T処理、R処理のような高温スケールは、①苛性ソーダ+30%硝酸ソーダ溶融塩→硝弗酸、または②10%苛性ソーダ+3%過マンガン酸カリ煮沸溶液→硝弗酸で除去できます。この他、機械的な研磨やブラスト、ピーニング等で除去することも行なわれています。

 

(2)R処理の低温への冷却(サブゼロ処理)は、簡単には耐熱容器にアルコールまたはアセトンとドライアイスを混合して入れると-73℃近辺の適温が得られます。連続的に多量処理される場合は冷凍機が使用されます。

磁性

オーステナイト組織は非磁性ですが、マルテンサイト組織は(フェライト組織ほどではありませんが)強磁性となるため固溶化状態では弱磁性であったSUS631は析出硬化処理後強い磁性を帯びます。

ほとんどマルテンサイト化処理時に磁気をおびるのでH処理時での変化はあまりありません。

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(2)機械的異方性が小さい(設計自由度が高い)

(3)加工後の熱処理不要(寸法精度が安定)

SUS631やSUS632J1などの析出硬化系ステンレスの代替として最適です。

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