420ステンレス鋼：定義、組成、特性、用途など

420ステンレス鋼は、耐食性に優れながら鋭い切れ味を維持する能力が際立っています。耐久性と精度が要求される多くの用途に使用されている。この記事では、420ステンレスの主な特徴とその代表的な用途を見て、そのすべてを理解します。

420ステンレス鋼とは？

420ステンレス鋼はUNS S42000とも呼ばれる。これは マルテンサイト系ステンレス鋼.約85～88%の鉄、12～14%のクロム、0.15～0.45%の炭素からなる。高い硬度と耐摩耗性を持つ。切削工具、医療器具、工業用ギア、自動車部品などに最適です。

420ステンレス鋼の同等品

420ステンレスに相当するものは、規格や国によっていくつかある。

• S42000 （統一番号システム）
• 1.4021 ( 欧州規格 )
• AISI 420 ( 米国鉄鋼協会 )
• 1.4021 ( ドイツ規格 )
• SUS420J1、SUS420J2（日本規格）

420ステンレス鋼の規格

• ASTM A276
• astm a240/a240m
• astm a580/a580m

420ステンレス鋼のサブグループ

420ステンレス鋼は、その炭素含有量と特定の特性に基づいて様々なサブグループに分類することができます。 

420J1

炭素含有量低め（約0.15～0.25%）

特性：適度な硬度で耐食性に優れる。

用途硬度よりも靭性が優先される場面で使用される。カトラリーや手術器具などがこれに該当する。

420J2

炭素含有量：より高い（約0.26～0.40%）

特性高い硬度と耐摩耗性を持つ。しかし、耐食性は420J1より若干劣る。

用途より優れた耐摩耗性を必要とする用途に適している。ナイフの刃、はさみ、工業用刃物などが含まれる。

420ステンレス鋼を構成する元素とは？

420ステンレス鋼の化学成分については、下表を参照のこと：

420ステンレス鋼の物理的性質

420ステンレス鋼の物理的性質については、下表を参照のこと：

420ステンレス鋼は磁性を持つか？

はい、420ステンレス鋼は磁性があります。磁性を持つマルテンサイト系ステンレ ス鋼に属します。420ステンレス鋼に含まれる鉄が磁性を持たせ、熱処理によって硬化させることができます。硬くて磁性のあるステンレス鋼が必要なら、420は良い選択です。

関連記事
ステンレス鋼は磁性を持つか？

420ステンレス鋼の熱特性

420ステンレス鋼の熱的性質については、下表を参照のこと：

420ステンレス鋼の機械的性質

420ステンレス鋼の機械的性質については、下表を参照：

420ステンレス鋼硬度

420ステンレス鋼の硬度は、熱処理工程によって異なりますが、通常48～56HRC（ロックウェル硬度）の間です。 

焼きなましの状態では硬度は低いが、適切な焼き入れと焼き戻しを施すと、この範囲の上限まで達することができる。

耐食性

420ステンレス鋼はクロム含有量が12-14%である。それは良い耐食性を持っています。しかし、それは304や316のようなステンレス鋼よりも低い耐食性を持っています。これは、淡水、穏やかな化学物質、および通常の大気条件で良好に動作します。しかし、強酸性や塩分の多い環境ではあまり効果がありません。

420ステンレス鋼は、カトラリー、キッチンツール、医療機器に最適です。 耐食性耐久性や耐摩耗性が重要視される産業機械や自動車部品にも使用されています。

耐熱性

420ステンレス鋼は耐熱性がある。420ステンレ ス鋼は、約700°C (1292°F)までの中温での用途に 適している。これらの温度では、420ステン レス鋼はスケーリングや酸化に耐える。それは、自動車排気システムや定期的に熱にさらされる他のコンポーネントに適しています。 

しかし、極端な高温環境では、310や316のような他のステンレス鋼の方が良い性能を発揮する場合がある。

適切な熱処理を施すことで、420ステンレ ス鋼の耐熱性を最適化することができる。これらの処理は、加熱と冷却を繰り返しても、鋼の硬度と強度を維持するのに役立ちます。

420ステンレス鋼は何に使われるのか？

一般的な用途をいくつか紹介しよう：

• カトラリーとキッチンツール

硬度が高くシャープな切れ味を保つため、ナイフや切削工具に最適。

• 手術器具

切れ味を保ち、滅菌に耐える必要のある医療器具に適している。

• 産業用部品

耐摩耗性と高強度が要求されるバルブ、ポンプシャフト、ギアなどの機械部品に使用される。

• 自動車部品

スプリングやバルブなどの部品は、その強度と耐久性の恩恵を受けている。

• 食品加工機器

食品酸に耐性があり、洗浄が容易なため、ブレードやスライサーに最適。

420ステンレスの利点

• 高い硬度と強度

420ステンレス鋼は、高強度を得るために硬化させることができる。そのため、切断機器、産業機械、手術用メスなどに適している。

• 良好な耐摩耗性

耐摩耗性に優れている。これは、長時間の使用と耐久性を必要とする用途に有益です。

• 費用対効果

420は、316のような他のステンレス鋼よりも低コストで優れた性能を提供することができます。

420ステンレスの欠点

• 中程度の耐食性

420ステンレス鋼は、304や316よりも耐食性が 低い。特に腐食性の高い環境では腐食しやすい。 

• 溶接性の悪さ

割れを防止する必要があるため、420ステンレ ス鋼の溶接には、入念な予熱と溶接後の熱 処理が必要である。そのため、工程はより複雑になる。

• 限定的な冷間加工性

420ステンレ ス鋼は硬度が高いため、ひび割れの原因にな り、広範な冷間成形作業には適さない。

• 熱に弱い

420ステンレス鋼は、他の鋼種に比べ高温に対する耐性が低い。極端な高温にさらされると強度が低下したり、変形したりすることがある。

420 ステンレス鋼 熱処理

アニーリング

スチールを高温に加熱する。その後、ゆっくりと冷却する。内部応力を緩和し、延性を向上させることができる。

硬化

鋼を980～1065℃（1796～1949°F）に加熱し、油中または空気中で急冷（焼き入れ）する。硬度を高めることができる。 

焼き戻し

焼入れ鋼を150～370℃（302～698°F）に再加熱し、必要な硬度と靭性のバランスを達成する。

420ステンレス鋼焼戻しチャート

420ステンレス鋼の一般的な焼戻しチャートです。焼戻し温度と硬度の関係を示している。

420ステンレス鋼の加工方法

ホットワーキング

• 熱間圧延

1100℃～900℃の温度で、鋼を板、薄板、棒鋼に成形する。

• 鍛造

この鋼は同じ温度範囲内で熱間鍛造することができ、特注の形状やサイズを製造することができる。

冷間加工

• コールドドローイング

鋼材はダイスを通して引き抜かれ、断面積が小さくなり、表面仕上げと機械的特性が向上する。

正確な寸法のワイヤー、バー、チューブの製造によく使用される。

• コールドフォーミング

鋼材は、特定の形状や寸法を得るために室温で成形される。

加工硬化による強度と硬度の向上。

• 考慮事項延性が限られているため、過度の変形はひび割れの原因となる。

機械加工

鋼が軟らかくなる焼きなまし状態が最適。

この鋼は、適切なクーラントと潤滑剤を使用すれば、超硬工具や高速度鋼工具を使って加工できる。

溶接

割れのリスクを減らすため、鋼を150～320℃（302～608°F）に予熱する。

AWS E/ER420またはオーステナイト系ステンレ ス充填材など、適合する充填材を使用する。

応力を緩和し硬度を下げるため、溶接後に焼鈍ま たは焼戻しを行う。

研削と研磨

正確な寸法と滑らかな表面仕上げを実現。

カトラリーや手術器具など、切れ味と美観が重視される製品には欠かせない。

仕上げ

表面処理：不動態化、電解研磨、コーティングなど、耐食性や外観を向上させる処理。

コーティング：表面硬度と耐摩耗性を向上させるために、窒化や物理蒸着（PVD）などの保護層を施すこと。

ワイヤー仕上げ

ワイヤー製品に特有のもの：

• 光沢仕上げ：管理されたアニールと表面処理により、光沢のある外観を実現。
• マット仕上げ：機械的脱スケールまたは酸洗により、くすんだ表面に仕上げる。
• メッキ：亜鉛や錫などの金属を塗布し、防錆効果を高めること。
• 潤滑コーティング：さらなる冷間成形または伸線用のワイヤー用。

420ステンレス鋼と他のステンレス鋼の違い

440 VS 420

• 420ステンレス鋼には、12～14%のクロムと0.15～0.40%の炭素が含まれています。硬度は50～54 HRCで、より柔らかいです。 440ステンレス クロム含有量が多く (16-18%)、炭素含有量が多い (0.6-1.2%) ため、硬度は 58-62 HRC です。これにより、440 はより硬く、より耐久性に優れています。

• 440は420に比べて高温に強く、反りにくい。

• 420は機械加工や溶接が容易である。 

• 440ステンレス鋼はより高価である。

410(uns s41000) vs 420

• 410ステンレス鋼 11.5～13.5% のクロムと 0.08～0.15% の炭素が含まれています。420 ステンレス鋼には 12～14% のクロムと 0.15～0.40% の炭素が含まれており、410 よりも硬く、強度があります。 

• 420は炭素含有量が高いため、耐摩耗性に優れ、鋭利な刃先を保つ能力がある。

• 410ステンレス鋼は、より優れた耐熱性を発揮する。650℃までの高温では、420は高温で機械的特性を失いやすい。

• 410ステンレス鋼は機械加工や溶接が容易である。炭素含有量が少ないからである。また、420ステンレス鋼よりも手頃な価格です。

• 410ステンレス鋼は刃物、蒸気タービンブレード、自動車部品に使用される。420ステンレス鋼は、切断機器、産業機械、手術用メスなどに使用される。

316 VS 420

• 316ステンレス鋼 クロム含有量が 16 ～ 18%、ニッケル含有量が 10 ～ 14%、モリブデン含有量が 2 ～ 3% です。この組成により、316 は優れた耐食性を発揮しますが、硬度は 420 より低くなります。

• 316ステンレス鋼は高温に耐え、約870℃ (1598°F)までの特性を維持する。420ステンレス鋼は約700°C (1292°F)まで耐えるが、それ以上の温度では機械的特性を失う。

• 420ステンレ ス鋼は硬度が低いため、加工が容易である。316ステンレス鋼は、ニッケルとモリブデンの含有量が多いため、コストが高くなる。

• 316ステンレス鋼は、海洋環境、化学処理、食品産業用途に使用される。420ステンレス鋼は、カトラリー、外科用メス、刃物、産業機械に使用されています。

420ステンレス鋼の様々な形状

ここでは、用途別に最も一般的なフォームを紹介する。

シート

420ステンレス鋼板 平らで薄く、通常は厚さ 0.5 mm ～ 3 mm です。キッチンツールや外科用器具などの用途に使用されます。

バー

棒材は、円筒形または長方形の中実である。機械加工、鍛造、その他の加工工程で、ギア、シャフト、ファスナーなどの部品を作る際によく使用される。

プレート

厚板は薄板よりも厚く、通常6mm以上の厚さがある。構造部品や産業機械のような頑丈な用途に使用される。

ストリップ

ストリップは薄板と似た薄くて平らな部品であるが、一般的に幅が狭い。スプリング、ブレード、その他精密な寸法と柔軟性を必要とする部品の製造に使用される。

ワイヤー

420ステンレス・スチール・ワイヤーは、医療機器、バネ、ある種のファスナーなど、細くて柔軟な素材を必要とする用途に使用される。

420ステンレス鋼について知っておくべきその他のこと

420ステンレス鋼は良いのか？

はい、420ステンレス鋼は、ナイフ、外科用器具、歯科用器具など、高い硬度と適度な耐食性を必要とする用途に適しています。

420ステンレス鋼はナイフに適しているか？

そう、420ステンレス鋼はナイフに適している。適度な硬度と耐食性があり、手頃な価格の刃物やカトラリーに適している。

420ステンレス鋼は磁性を持つか？

はい、420ステンレス鋼はマルテンサイト系ステンレス鋼なので磁性があります。

420ステンレス鋼は食品に安全か？

はい、420ステンレス鋼は食品に安全です。その優れた耐食性と硬度は、食品加工機器、カトラリー、その他食品と接触する用途に適しています。

まとめ＆さらに

この記事では、402ステンレスの定義、組成、用途、その他の重要な側面について簡単に説明します。ステンレス鋼やその他の鋼種について詳しくは、以下をご覧ください。 ブログ または 金属専門家へのお問い合わせ.

特殊鋼のトップメーカーおよびソリューションプロバイダーとして、100%の品質保証とともに、多業種にわたるアプリケーションソリューションとカスタマイズされたサービスを提供し、お客様とともに成長することをお約束します。訪問 ウェブサイト または 見積もりを送る折り返しご連絡いたします！