弹簧用不锈钢｜SUS301、SUS304、SUS631、SUS632J1、SUS420J2

主要用途

安全带等汽车的发条零部件、弹簧、タ触觉开关・薄膜开关、手表零件、文具

可以提供的形状・制造范围

钢种特性

状态	钢种	特性
奥氏体系列	SUS301	具有强的加工硬化特性和耐腐蚀性的一种通用性很高的奥氏体不锈钢。 由于耐腐蚀性优异，因此无需进行镀层或涂料等表面处理，即使在相当恶劣的环境下也能使用。 能使用到300℃的环境。 与铜合金弹簧材料相比，由于比重轻、弹性模量高，因此可以实现轻量化。 由于冷轧制成的产品，因此材料的方向性会增强。 电阻很高。 焊接和焊锡会稍微困难。 跟其他弹簧材相比，抗拉强度很高，因此比较难加工。
	SUS304
沉淀硬化系列	SUS631 (17-7PH)	这是通过热处理可以提高硬度的沉淀硬化型不锈钢的代表性钢种，但由于流通量相对较少，因此难以采购的材料。 A材（固溶化热处理）在奥氏体相时较软，与其他钢种相比可以进行复杂加工，但由于之后需要进行两次热处理，因此稍微费工。 C材（冷轧）通过冷轧压延加工至适当的硬度后提供给客户。与A材相比，无法进行复杂加工，但通过在最佳状态下进行热处理，也可以获得次于高碳马氏体系淬火材料的强度。
	SUS632J1 (15-7PH)
马氏体系列	SUS420J2	SUS420J2是提高了碳（C）含量，因此以通过淬火回火的热处理使得硬化的材料。 我们产品的退火处理状态是碳化物完全球化，因此容易加工，并且具有优良的淬火性。 适合用于耐磨性和耐热性的用途。 这个是最适合用于耐磨性用途的钢种。回火抵抗性高，也可用于耐热用途。 相对来讲，机械性和物理性的各向异性比较少。 由于金相变态引起硬化，与通过轧制硬化的奥氏体系弹簧材料相比，机械和物理性能的各向异性较小。 可节省厚度和宽度。 由于是马氏体不锈钢，跟非铁系或奥氏体系弹簧材料相比，其杨氏模量较高。因此用于弹片时可以节省厚度和宽度。

规格

如果客户没有特别指定的话，我们通常就会按照JIS标准进行制造。相应的海外标准可作为参考。

种类	钢种	日本	中国 GB		美国		欧盟	国际规格
		JIS G4313	标准号	牌号	UNS	AISI/ASTM	EN	ISO
奥氏体系列	SUS301	SUS301	S30110	12Cr17Ni7	S30100	301	1.4319	X5CrNi17-7
	SUS304	SUS304	S30400	06Cr19Ni10	S30400	304	1.4301	X5CrNi18-10
沉淀硬化系列​	SUS631 (17-7PH)	SUS631	S51770	07Cr17Ni7Al	S17700	631	1.4568	X7CrNiAl17-7
	SUS632J1 (15-7PH)	SUS632J1	－	－	－	－	－	－
马氏体系列	SUS420J2	SUS420J2	S42030	30Cr13	S42000	420	1.4028 1.4034	X30Cr13

化学成分

[mass%]

种类	钢种	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Fe	其他
奥氏体系列	SUS301	0.15 max	1.00 max	2.00 max	0.045 max	0.030 max	16.00-18.00	6.00-8.00	－	Bal.	－
	SUS304	0.08 max	1.00 max	2.00 max	0.045 max	0.030 max	18.00-20.00	8.00-10.50	－	Bal.	－
沉淀硬化系列​	SUS631 (17-7PH)	0.09 max	1.00 max	1.00 max	0.040 max	0.030 max	16.00-18.00	6.50-7.75	－	Bal.	Al 0.75-1.5
	SUS632J1 (15-7PH)	0.09 max	1.00-2.00	1.00 max	0.040 max	0.030 max	13.50-5.50	6.50-7.75	－	Bal.	Cu 0.40-1.0 Ti 0.20-0.65
马氏体系列	SUS420J2	0.26-0.40	1.00 max	1.00 max	0.040 max	0.030 max	12.00-14.00	－	－	Bal.	－

物理性能

种类	钢种	密度 ［g/cm3］	比熱 ［J/(kg・K)］	电阻 ［μΩ・cm］	杨氏模量 ［GPa］	热膨胀系数 ［×10-6/K］	导热率 ［W/(m・K)］	熔点 ［℃］	磁性
奥氏体系列	SUS301	7.93	502	72	193	16.9 (0-100℃)	16.3	1380-1420	在固溶热处理状态下是非磁性的，但通过冷轧压延会带有弱磁性。
	SUS304	7.9	502	72	193	17.3 (0-100℃)	16.3	1380-1420	在固溶热处理状态下是非磁性的，但通过冷轧压延会带有弱磁性。
沉淀硬化系列	SUS631 (17-7PH)	7.81	420	79	200	15.3 (0-100℃)	16.3	1414-1447	在固溶热处理状态下是非磁性的，但经过加工后会带有磁性，沉淀硬化处理后会呈现相当强的磁性。
	SUS632J1 (15-7PH)	7.74	502	100	196	10.9 (0-100℃)	15.9 (100℃)	ー	有磁性
马氏体系列	SUS420J2	7.75	460	55	200	10.3 (0-100℃)	24.7	1454-1510	常时会有磁性

机械性能

钢种	调质	冷轧压延状态				低温热处理后				弯曲加工性
		硬度 ［HV］	抗拉强度 ［MPa］	延伸率 ［%］	弹簧极限值 ［MPa］	硬度 ［HV］	抗拉强度 ［MPa］	延伸率 ［%］	弹簧极限值 ［MPa］
SUS301	1/4H	250 min	860 min	25 min	－	253 min	880 min	20 min	－	可折弯至 1tR90°
	1/2H	310 min	930 min	10 min	(315 min)	315 min	960 min	8 min	(390 min)	可折弯至 2tR90°
	3/4H	370 min	1130 min	5 min	(390 min)	380 min	1175 min	4 min	(540 min)	可折弯至 2.5tR90°
	H	430 min	1320 min	－	(490 min)	440 min	1400 min	－	(655 min)	注）可折弯至 4tR90°
	EH	490 min	1570 min	－	(590 min)	505min	1665 min	－	(785 min)	－
	SEH	530 min	1740 min	－	(650 min)	550 min	1840 min	－	(880 min)	－
SUS304	1/2H	250 min	780 min	6 min	(275 min)	255 min	805 min	4 min	(315 min)	可折弯至 2tR90°
	3/4H	310 min	930 min	3 min	(335 min)	320 min	970 min	2 min	(430 min)	可折弯至 2.5tR90°
	H	370 min	1130 min	－	(390 min)	385 min	1195 min	－	(590min)	注）可折弯至 2tR90°

钢种	最终状态	调质	轧制状态						沉淀硬化处理后
			硬度 ［HV］	抗拉强度 ［MPa］	延伸率 ［%］	Ｖ字 弯曲试验	W字 弯曲试验	热处理牌号	硬度 ［HV］	抗拉强度 ［MPa］	屈服强度	弹簧极限值 ［MPa］
SUS631	A材	BA、2B	200 max	1030 max	20 min	R90°	R90°	TH1050	345 min	1140 min	960 min	－
								RH950	392 min	1230 min	1030 min	－
	C材	1/2H	350 min	1080 min	5 min	1.5t R90°	2.0t R90°	CH	380 min	1230 min	880 min	635 min
		3/4H	400 min	1180 min	－	－	－	CH	450 min	1420 min	1080 min	835 min
		H	450 min	1420 min	－	－	－	CH	530 min	1720 min	1320 min	980 min
		EH	480 min	1620 min	－	－	－	CH	560 min	1900 min	1570 min	－

钢种	最终状态	轧制状态			沉淀硬化处理后
		硬度 ［HV］	屈服强度​ ［MPa］	抗拉强度 ［MPa］	硬度 ［HV］	屈服强度​ ［MPa］	抗拉强度 ［MPa］
SUS632J1 （15-7PH）	1/2H	350 max	ー	1000 min	400 min	1250 min	1300 min
	3/4H	420 max	ー	1450 min	480 min	1500 min	1550 min

钢种	最终状态	轧制状态			淬火回火后（参考值）
		硬度 ［HV］	抗拉强度 ［MPa］	延伸率 ［%］	硬度 ［HV］	抗拉强度 ［MPa］
SUS420J2	退火状态	160-210	500-700	15-35	350-550	1400-2000
	高轧制状态	290-350	800-1100	1-3

SUS304、SUS301的压延加工和机械性能的相关图

各向异性

用于弹簧的不锈钢是通过冷轧制造的，因此必然具有各向异性。
因此，弹性越高的材料其压延率也越高，因而各向异性也会增强，在使用时需要考虑这种各向异性。一般来说，强度（抗拉强度、弹簧极限、降伏点、弹性模量等）在垂直于轧制方向的方向上最强，而在平行方向上最弱。延伸率则呈现相反的趋势。因此，在进行弯曲加工时，请注意材料取料，使弯曲轴尽量保持与轧制方向成直角或至多成45°方向。
此外，强度越高的材料韧性越差，回弹也会越大，因此请在充分考虑加工条件后再使用。

热处理

低温退火

SUS301和SUS304可以直接使用轧制状态，但如果希望获得较强的弹性，建议在部件加工后进行约400℃的低温退火处理。

这种低温退火需要在加工之后进行，如果在已经进行了低温退火的材料上再进行加工，则低温退火的效果会消失。低温退火的条件是将材料加热至400-420℃，保持1-2小时，这样可以获得最佳性能。根据产品性能、设备和作业条件，也可以在200-450℃的范围内处理适当时间。
在空气中进行低温退火会在表面形成氧化膜（金黄色），但这种膜可以通过稀盐酸或机械表面处理等方法轻易去除。此外，这一400-420℃的低温退火温度在机械性能方面可获得最佳性能，但耐腐蚀性会略有下降，因此如果重视耐腐蚀性，建议在350℃以下的温度进行处理。
此外，如果在材料表面仍附有污油或杂质等异物的情况下进行低温退火的话，会导致焊渍生成，损害耐腐蚀性，因此必须事先尽可能清洁。

低温退火的效果（HT：Heat Treatment)

沉淀硬化热处理

SUS631和SUS632J1可以通过沉淀硬化热处理进行硬化。
有关热处理条件，请参阅以下页面。

淬火回火

SUS420J2可以通过淬火回火进行硬化。
淬火回火后的硬度如下图所示。
我们能够提供已进行淬火回火处理的材料。

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