新冷間ダイス鋼 - hitachi metals: サーメットチップ(ch550)、...
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●優れた被削性で従来鋼に比べ切削効率が大幅にアップ●SKD11と同一熱処理が可能 硬さ・熱処理変寸・焼入性●優れた靭性と溶接性
SLDと並んで21世紀のグローバルスタンダードを目指します。
ア ー ク ワン
●Superior machinability for increased cutting efficiency compared to usual cold-work die steel
●Same heat treatment condition as SKD11●Superior toughness and weldability
Introducing a new cold-work die steel which pursues the ease of die making.Innovated as the 21st century global standard
新冷間ダイス鋼 New Cold-Work Die Steel
ARK1®は金型としての造り易さを追求し、被削性、熱処理変寸に優れた新冷間ダイス鋼です。
主な用途
特性比較(当社従来材対比)鋼 種
ARK1®
SKS3
SKD11
硬さ(HRC)
58~60
58~60
58~62
58~60
熱処理変寸
○
×
△
○
靭性
◎
○
○
△
耐摩耗性
○
△
○
◎
溶接性
◎
○
○
△
表面処理性
○
×
○
○
放電加工性
○
×
○
○
被削性
◎
◎
○
△
コンセプト
ARK1®は金型製作のコスト低減・リードタイム短縮に貢献します!
◎ ○ △ ×
優 劣
8%Cr系
●冷間プレス金型全般、ダイプレート・ストリッパプレートなど
●SKSプレートでの熱処理変形、ワイヤー放電加工対策用
●プリント基板用金型
Concept
ARK1® is a new cold-work die steel which pursues the ease of die making by having excellent machinability and reduced dimensional change caused by heat treatment.
被削性
熱処理変寸
良
良
SKD11
8%Cr系ダイス鋼
SKS3
ARK1®
8%Cr die steel
Better
Machinability
Dimensional change by heat treatment Better
Main Applications
Comparison of Properties (Compared to our conventional material)
● Cold press dies, die plates, stripper plates etc.
● A countermeasure to heat treatment distortion
and discharge machining problems of SKS
plates
● Dies for printed circuit board
Grade Hardness Machinability ToughnessAbrasion resistance Weldability Surface
treatmentDischarge machinability
Dimensional changeby heat treatment
8%Cr steel
Excellent Poor
特許鋼種Patented steel
<ポイント> 高張力鋼やステンレス鋼の厚板成形等において、特に高い耐摩耗性を必要とする場合には当社SLD又はSLD8が適しています。<POINT> For press working thick plate of high strength steels or stainless steels, when high wear resistance is especially needed, SLD or SLD8 is recommended.
ARK1® will contribute to cost reduction and lead time contraction of die manufacturing.2
被 削 性
適用のメリット
被削性大幅向上→加工能率向上→コスト低減
① 被削性向上→加工能率向上→コスト低減
② SKD11と同一熱処理可能→熱処理リードタイム短縮
③ 熱処理変寸低減→精密熱処理可能
① 油冷不要→熱処理歪低減
② 高温焼戻し可能→WEDM時割れ・変形低減
③ 耐食性向上→WEDM時錆低減
●SKD11対比
●8%Cr系対比
●SKS3対比
ARK1®は従来鋼対比2倍以上の優れた被削性を有し
ています。
●切削効率向上が可能
●工具交換頻度の大幅な低減が可能
●切削肌が良好で磨き工数低減が可能
Advantages of using
Machinability
●Possible to increase cutting efficiency●Possible to drastically reduce tool change frequency●Possible to reduce grinding and polishing processes
Drastically improved machinability→Increased machining efficiency→Cost reduction① Improved machinability→Increased machining efficiency→Cost reduction② Same heat treatment conditions as SKD11→Shorter heat treatment lead time③ Reduced dimensional change after heat treatment→Precise heat treatment① No necessity for oil quenching→Heat treatment distortion reduced② Temperable at high temperatures→Avoid cracking or distortion while WEDM③ Improved corrosion resistance→Reduced rust while WEDM
●VS. SKD11●VS. 8%Cr steel
●VS. SKS3
ARK1® has twice the machinability compared to usual cold-work die steel.
フライス ドリル
被 削 材工 具切削速度送り速度切り込み
: 焼なまし材: サーメットチップ(CH550)、 1チップのみ取付け: 116m/min、乾式: 0.09mm/刃: 2mm、切削長 : 3m時の工具摩耗量
被 削 材工 具切削速度送り速度穴 深 さ
: 焼なまし材: ドリルφ4(Co-HSS): 15m/min、湿式: 0.05mm/rev: 20mm、33穴
Work : Annealed ConditionTool : Cermet chip(CH550), 1chip Cutting speed : 116m/min, DryFeed : 0.09mm/bladeDepth of cut : 2mm(tool wear at cutting length of 3m)
Work : Annealed ConditionTool : Drillφ4(Co-HSS)Cutting speed : 15m/min, WetFeed : 5mm/revDepth of hole : 20mm,33Holes
Face Mill Drill
工具摩耗量(mm)
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
ARK1® 8%Cr系 SKS3SKD11
Tool wear
8%Cr steel
工具摩耗量(mm)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
ARK1® 8%Cr系 SKS3SKD11
Tool wear
8%Cr steel
3
エンドミル
4
End Mill
被 削 材工 具送り速度切り込み
: 焼なまし材: エンドミル φ10、 2枚刃(Co-Hss): 0.08mm/刃、ダウンカット、湿式: 0.8W×10Hmm
被 削 材工 具送り速度切り込み
: 焼なまし材: エンドミル φ10、 2枚刃(超硬コーティング): 0.08mm/刃、ダウンカット、乾式: 1W×10Hmm
8%Cr系
SKD11 SKS3
ARK1®
10 100 1000切削寿命(min)
切削速度(m/min)
切削寿命:逃げ面磨耗が0.3mmに達する時間Tool life : Time until tool wear becomes 0.3mm
100
1010 100
切削寿命(min)
切削速度(m/min)
切削寿命:逃げ面磨耗が0.05mmに達する時間Tool life : Time until tool wear becomes 0.05mm
10
100
SKD11
ARK1®
8%Cr系
SKS3
Work : Annealed ConditionTool : End mill φ10, 2Flutes (Co-Hss)Feed : 0.08mm/tooth, Down cut, WetDepth of cut : 0.8w×10Hmm
Work : Annealed ConditionTool : End mill φ10, 2Flutes (Coated Carbide)Feed : 0.08mm/tooth, Down cut, DryDepth of cut : 1w×10Hmm
Cutting speed
Cutting speed
Tool life Tool life
8%Cr steel
8%Cr steel
<工具摩耗量>
被 削 材工 具切削速度送り速度切り込み
: 焼なまし材: エンドミル φ10、 2枚刃(Co-HSS): 16.5m/min、 ダウンカット、 湿式: 0.08mm/刃: 0.8W×10Hmm
<切削面粗さ>
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0100 5 15 20
切削長(m)
工具境界摩耗(mm)
8%Cr系
SKS3
ARK1®
Work : Annealed ConditionTool : End mill φ10, 2Flutes (Co-Hss)Cutting speed : 16.5m/min,Down cut,WetFeed : 0.08mm/toothDepth of cut : 0.8w×10Hmm
Tool Wear Surface Roughness
Tool wear
8%Cr steel
ARK1® 8%Cr系 SKS3SKD11
50
40
30
20
10
0
面粗さ(Rmax μm)
Surface roughness
8%Cr steelCutting length
SKD11
切削方向Cutting direction
直角方向Transverse direction
熱 処 理 特 性
焼なまし硬さ
248HB以下
焼入れ
1010~1040℃空冷
硬さ(HRC)
58以上
焼戻し
480~530℃空冷または
150~250℃空冷
標準熱処理条件
焼入焼戻し硬さ
変寸重視の熱処理
残留オーステナイト量
70
65
60
55
50
450 100 200 300 400 500 600
焼戻し温度(℃)
硬さ(HRC)
焼入れ:1030℃
ARK1®
SKD11
SKS3830℃
SKD11
ARK1®
0 100 200 400300 500 600
焼戻し温度(℃)
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0
残留オーステナイト量(%)
焼入れ:1030℃
ARK1®はSKD11と同一の熱処理が可能で、硬さ、
熱処理変寸ともSKD11と同じ挙動となります。
8%Cr系ダイス鋼で問題の熱処理変寸の対策に
有効です。
5
It is possible to heat treat ARK1® with the same conditions as SKD11. The behavior of hardness and dimensional change is similar to SKD11.It can be used as a countermeasure to dimensional change of 8% Cr die steel.
Heat Treatment Properties
Quenched andtempered hardness
Standard Heat Treatment Condition
Annealed Hardness Austenitizing Tempering Hardness
≦248HB Air quenching
Air cooling≧58
Heat treatment for minimized dimensional change
Austenitizing 8%Cr系8%Cr steel
Hardness
Tempering temperature
Amount of retained austenite
Tempering temperature
Austenitizing
後工程に表面処理や放電加工が無い場合、低温や480~500℃で焼戻しをすることにより熱処理変寸を小さくすることが可能です。In the case when surface treatment and WEDM is not required, it is possible to reduce dimensional change by tempering at low temperature or between 480℃ and 500℃.
低温戻し
LowTemperature
高温戻し
HighTemperature
変寸率
±0.05%以内
±0.05%以内
+0.05~
+0.10%
150~
250℃
480~
500℃
500~
530℃
ポイントPoint
硬さ重視。熱処理変寸や経年変化が少ない。WEDM, 表面処理する物には不向き。For high hardness. Minimum dimensional change during heat treatment and secular change. Not suitable for WEDM and surface treatment applications.
WEDMするものや大型品に適する。熱処理変寸小さいが経年変化が起こりやすい。Suitable for WEDM application or large dies. Minimum dimensional change during heat treatment but large secular change.
表面処理するものや大型品に適する。熱処理変寸大きく経年変化も大きい。Suitable for surface treatment application or large dies. Large dimensional change during heat treatment and large secular change.
Dimensional Change Rate
Less than±0.05%
Less than±0.05%
焼戻し温度Tempering Temperature
Amount of retained austenite
熱処理変寸
焼戻し温度(℃)
試験片サイズ:φ10×80L
0.20
0.15
0.10
0.05
0
-0.050 100 200 300 400 500 600
変寸率(%)
焼入れ:1030℃
ARK1®
SKD11
SKS3830℃
Dimensional changes after heat treatment
Test pieces size
Austenitizing
8%Cr系8%Cr steel
Dimensional charge rate
Tempering temperature
6
経年変化 Secular Change
靭 性 Toughness
シャルピー衝撃値
80
70
60
50
40
30
20
10
0
ARK1® SKD11 8%Cr系 SKS3
10Rシャルピー(J/cm2 )
T
L
T
L
T
L
TL
硬さ:59HRC
ARK1®の経年変化は、SKD11とほぼ同等で、8%Cr
系ダイス鋼よりも小さくなります。低温焼戻しや安定
化処理により経年変化を小さくすることが可能です。
ARK1®は8%Cr系ダイス鋼よりさらに靭性が優れてお
り、割れ、折損トラブル対策に有効です。
寸 法焼 入 れ低温焼戻し高温焼戻し
F25×150×250L1030℃×1Hr180℃×2Hr 2回520℃×2Hr 2回
::::
SizeAustenitizingLow temp.High temp.
F25×150×250L1030℃×1Hr180℃×2Hr 2times520℃×2Hr 2times
::::
3ヶ月後の経年変化Dimensional change after 3months posterior heat treatment
Secular change of ARK1® after high temperature tempering is the almost same level as SKD11, and is smaller than 8%Cr steel. It is possible to reduce secular change by low temperature tempering or stabilizing.
ARK1® has superior toughness than 8%Cr die steel.It can be used as a countermeasure to cracking and breaking.
Charpy Impact Value
Hardness
10R Charpy impact value
8%Cr steel
経年変化重視の熱処理条件Heat treatment for minimized secular change
焼戻しTempering150~250℃
焼入れAustenitizing1010~1040℃
焼戻しTempering150~250℃
焼戻しTempering500~530℃
焼入れAustenitizing1010~1040℃
焼戻しTempering500~530℃
安定化処理Stabilizing250~400℃
低温焼戻し
高温焼戻し
Low Temperature Tempering
High Temperature Tempering
変寸率(%)
0.03
0.02
0.01
0.00
ARK1® 8%Cr系SKD11
Dimensional change rate
8%Cr steel
低温焼戻し Low temp.
高温焼戻し High temp.
<ポイント>
<POINT>
焼入れ後にサブゼロ処理(-70~-196℃)を追加することにより、経年変化を更に小さくすることが可能です。
To lessen secular change, it is effective to add sub-zero treating between -70℃ and -196℃ after quenching.
L : 鍛伸方向 Longitudinal direction
T : 直角方向 Transverse direction
溶 接 性 Weldability
溶接割れ試験
溶接条件
ARK1®は適正な成分コントロールにより、従来のダイ
ス鋼に比べ溶接性が優れています。
溶接棒はJIS規格のDF2B-B相当またはDF3B-B相当を
ご使用ください。
予熱温度
200℃
300℃
400℃
500℃
直盛り 2層盛り
ARK1®
○
○
○
○
SKD11
×
×
×
○
8%Cr系
△
○
○
○
ARK1®
○
○
○
○
SKD11
×
×
△
○
8%Cr系
△
△
○
○
溶接方法:被覆アーク溶接
溶接棒:DF3B-B
後熱:420℃
試験材の硬さ:58~60HRC
○・・・割れなし △・・・少し割れあり ×・・・割れ多い
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By controlling the proper chemical composition, ARK1® has superior weldability to usual cold-work die steels. Please use welding rods corresponding to DF2B-B or DF3B-B of JIS Specification.
Pre-heatingInitial laying Secondary laying
8%Cr Steel 8%Cr Steel
Welding procedure : Covered electrodes
Welding rods : DF3B-B
Post-heating : 420℃
Test pieces hardness : 58~60HRC
○・・・None △・・・A few cracks ×・・・Multiple cracks
Weld Crack Test
Welding Condition
溶接Welding
予熱Pre-heating
後熱:420℃Post-heating
表面処理性
CVD処理
ARK1®
t1=7μm
SKD11t2=7μm
8%Cr系t3=7μm
25μm
コーティング層
ARK1®は硬質表面処理(CVD処理、TD処理など)も
SKD11と同条件で同様の膜厚が得られます。
Surface Treatment Properties
ARK1® can be treated with hard coating (CVD,TD treatment etc.)with the same conditions as SKD11. Its coating thickness is similar to that of SKD11.
Coating Layer
8%Cr steel
注意
Notice
焼割れの危険を避けるため、切欠き部には出来るだけ大きなR付けをしてください。
処理後の寸法変化を少なくするため、前処理条件については事前に表面処理メーカーとご相談ください。
In order to avoid heat cracks, Please place large radius corners on notches. In order to minimize dimensional
change after treatment, please consult with a surface treatment maker in advance about pretreatment conditions.
t1 t2 t3
8
耐 摩 耗 性
大越式摩耗試験
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
ARK1® SKD11 8%Cr系 SKS3
比摩耗量(mm3 /(mm2 ・mm))
硬さ:59HRC
Abrasion Resistance Properties
Ohgoshi-method wear test
Work material : SCM415Friction distance : 400mFriction speed : 0.76m/sLoad : 67N
Hardness
Specific wear volume
8%Cr steel
ARK1®は8%Cr系ダイス鋼に準じた耐摩耗性を有しています。Abrasion resistance of ARK1® is similar to that of 8% Cr die steel.
物 理 的 特 性 Physical Properties
熱膨張係数
×10-6 / ℃
比重
Specific gravity
熱伝導率Thermal conductivity
W/m・K
ヤング率Young's modulus
GPa
常温Room temperature
29.5
208
20~100℃
11.8
20~200℃
12.4
焼なまし品
Annealed
7.764
熱処理品
Quenched and tempered
7.758
Thermal expansion coefficient
ARK1® SKS38%Cr系SKD11
500
400
300
200
100
0
摩耗量(mm2 )
硬さ:59HRC
Wear volume
Hardness
8%Cr steel
Blank shape : rectangularWork : SK5、t=0.5mmClearance : c/ t=8%Lubrication : NoneNumber of Stamp : 100K shots
試験方法 Test method
パンチ(超硬)Punch(carbide)
被加工材Work
型上面Top surface of die
下型(評価材)Lower die (material to be evaluated)
型内面Internal die surface
型の模式図Schematic Figure of Dies
25tクランクプレス25-ton crank press
下型の摩耗量 Loss of Worn Section
打抜き試験(表面処理なし)
Blank Test(Without Surface Treatment)
打抜形状被加工材クリアランス潤 滑型 打 数
:3×7mmの四角:SK5、t=0.5mm:c/t=8%:なし:10万ショット
相 手 材摩擦距離摩擦速度荷 重
:SCM415:400m:0.76m/s:67N
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使 用 事 例
被加工材用 途 従来材 ARK1®の評価Evaluation of ARK1®
板金プレス型(曲げ型)
板金プレス型(抜き型)
SPCC1.6mm
板金プレス型(絞り型)
ストリッパプレート
プリント基板
ガイドポスト
SKD11+TD58~60HRC(200Kshots)
SPC0.2mm
SPCC1mm
_
_
_
SKD1158~60HRC(100Kshots )
8%Cr系8%Cr steel>58HRC
8%Cr系8%Cr steel>58HRC
SKS358-62HRC
8%Cr系8%Cr steel>58HRC
Application Examples
Application Work Conventional material
Press die (Bending die)
Press die (Blanking die)
Press die (Drawing die)
Stripper plate
Printedcircuit board
Guide post
加 工 能 率
熱処理変寸
硬 さ
寿 命
:40%向上
:SKD11と同等
:58~60HRC
:10万ショット(同等)
Machinability : up 40%Dimensional changes after heat treatment : Equal to SKD11Hardness : 58~60HRCLife : 100K shots(Equal)
加 工 能 率
熱処理変寸
焼 割 れ
硬 さ
:SKS3と同等
: SKS3の1/2
:皆無(SKS3は割れ発生)
:62HRC
Machinability : Equal to SKS3Dimensional changes after heat treatment : 1/2 of SKS3Heat treatment cracks : No cracksHardness : 62HRC
加 工 能 率
熱処理変寸
硬 さ
寿 命
:20~30%向上
:8%Cr系の約1/2
:59HRC
:8%Cr系と同等
Machinability : up 20~30%Dimensional changes after heat treatment : 1/2 of 8%Cr steel Hardness : 59HRCLife : Equal to 8%Cr steel
加 工 能 率
熱処理変寸
経 年 変 化
硬 さ
:20~30%向上
:8%Cr系の約1/2
:8%Cr系の約1/2
:59HRC
Machinability : up 20~30%Dimensional changes after heat treatment : 1/2 of 8%Cr steelSecular change : 1/2 of 8% Cr steel Hardness : 59HRC
加 工 能 率
熱処理変寸
TD処理変寸
硬 さ
寿 命
:30%向上
:SKD11と同等
:SKD11と同等
:58~60HRC
:20万ショット(同等)
Machinability : up 30%Dimensional changes after heat treatment : Equal to SKD11Dimensional changes after TD treatment : Equal to SKD11Hardness : 58~60HRCLife : 200K shots(Equal)
加 工 能 率
熱処理変寸
硬 さ
寿 命
:20%向上
:8%Cr系の約1/2
:58~60HRC
:2万ショット(同等)
Machinability : up 20%Dimensional changes after heat treatment : 1/2 of 8%Cr steelHardness : 58~60HRCLife : 20K shots (Equal)
注 意 : 記載のデータは使用事例であり、性能を保証するものではありません。Notice : The data listed is for application examples only and this data dose not assure performance.
2005年1月作成(M-FT3)カタログ番号 HL-Y45-(J,E)-G(PDF)
〒105-8614 東京都港区芝浦一丁目2番1号(シーバンスN館)特殊鋼カンパニー1(03)5765-4390 FAX(03)5765-8317〒319-1221 日立市大みか町一丁目27番7号1(0294)53-2201(代表) FAX(0294)53-6461〒980-0021 仙台市青葉区中央二丁目10番30号(仙台明芳ビル)1(022)267-0216(代表) FAX(022)266-7891〒060-0002 札幌市中央区北二条西四丁目1番地(札幌三井ビル)1(011)221-1786(代表) FAX(011)222-4273〒373-0851 太田市飯田町 1220番地1号(明治安田生命太田ビル)1(0276)46-6695 FAX(0276)46-3169〒950-0087 新潟市東大通一丁目 2番23号(北陸ビル)1(025)241-5421(代表) FAX(025)243-2558〒460-0003 名古屋市中区錦二丁目 13番19号(瀧定ビル)1(052)220-7465 FAX(052)220-7485〒422-8067 静岡市南町 18番地の1(サウスポット静岡)1(054)202-1580(代表) FAX(054)202-1588〒430-0933 浜松市鍛冶町 319番地の28(日本生命浜松センタービル)1(053)453-1191(代表) FAX(053)456-7709〒939-8213 富山市黒瀬北町二丁目 13番1号(イムズビル)1(076)420-2881(代表) FAX(076)491-5201〒541-0041 大阪市中央区北浜三丁目 5番 29号(日生淀屋橋ビル)1(06)6203-9725 FAX(06)6222-3417〒730-0013 広島市中区八丁堀16番11号(日本生命広島第二ビル)1(082)221-4486(代表) FAX(082)221-4499〒812-0013 福岡市博多区博多駅東一丁目9番11号(大成博多駅東ビル)1(092)432-8604(代表) FAX(092)451-8620
本 社
日立営業所
北 日 本 支 店
北海道営業所
北 関 東 支 店
新潟営業所
中部東海支店
静岡営業所
浜松営業所
北陸営業所
関 西 支 店
中 国 支 店
九 州 支 店
Head Office
Head Office & New York Office
Other Office
Head Office
Other Office
SEAVANS North Bldg.2-1, Shibaura 1-chome, Minato-kuTokyo 105-8614, JapanSpecialty Steel Company.Tel.+81-3-5765-4390Fax.+81-3-5765-8317
2 Manhattanville Road, Suite 301, Purchase,NY 10577-2103, U.S.A.Tel.+1-914-694-9200Fax.+1-914-694-9279・Chicago・Detroit・Los Angels ・Pittsburgh・Charlotte・Nashville・San Jose
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12 Gul Avenue, Singapore 629656Tel.+65-6861-7711Fax.+65-6861-1519
Room 1107, 11/F., West Wing, Tsim Sha Tsui Center66 Mody Road, Tsimshatsui EastKowloon, Hong KongTel.+852-2724-4183Fax.+852-2311-2095
Room No.21-A, New HuaLian East Building,755 Huaihai Mid. Road,Shanghai, 200020, ChinaTel. +86-21-6431-8142/6431-8242 Fax. +86-21-6431-8067
Cha shan Town Dong Guan City, Guang DongProvince, ChinaTel:+86-769-640-6726Fax:+86-769-640-6716
Beijing Liaison OfficeRoom No.1418, Beijing Fortune Building,5 Dong San Huan Bei-lu,Chaoyang District Beijing,ChinaTel.+86-10-6590-8775 Fax.+86-10-6590-8776
Guangzhou Liaison OfficeR3303, Metro plaza,183 Tianhebei Road Tianhe District,Guangzhou city, Guangdong, ChinaTel.+86-20-8755-3649Fax.+86-20-8755-3650
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本カタログ記載の住所、連絡先は2005年1月現在のものです。変更になる場合もありますので、電話やファクシミリがつながらない場合は、お手数ですが下記までご連絡をお願いいたします。日立金属株式会社コミュニケーション室 Tel.(03)5765-4076 (0800)500-5055 Fax.(03)5765-8312E-mail : [email protected]
Our address and your contact indicated in this catalog are those as of January 2005.If you cannot put a call through, please contact Corporate Communication Groupin Tokyo below.Tel:+81-3-5765-4076 Fax:+81-3-5765-8312E-mail : [email protected]
・本資料に記載の特性値は、代表的なデータであり、実際の製品で得られる特性値と異なることがあります。
・本カタログに記載の事項は予告なく変更することがございます。
・本カタログ記載内容の無断転載を禁じます。
・ご不明な点は弊社特殊鋼担当までご相談ください。
・The characteristics listed in this catalog are representative average values which may differ from actual productcharacteristics.・This catalog and its contents are subject to change without notice.・Do not duplicate this catalog without a permission fromHitachi Metals, Ltd.・Please contact a representative of our Specialty Steel Divisionif there are any questions or problems.