ステライト21（Stellite 21） · UNS R30021 – 化学成分・機械的性質・規格

Q: ステライト21（UNS R30021）の主な用途は？

バルブ・継手・フランジ（石油・ガス）

Co-Cr 合金Co-Cr-W (Stellite)

816 °C での引張強さ Rm

360

MPa · ≥ 規格最小値

816 °C での伸び A

% · ≥ 規格最小値

最高使用温度

800

°C · 目安上限

密度

8.33

g/cm³

硬さと摩耗

硬さの受入れ基準規格で必須

供給状態	基準
精密鋳造、鋳放し	≤ 34 HRC
約 800 °C × 50 h 後（規格に示された例）	最大 45 HRC

鋳放し硬さは ASTM E18 で測定し、34 HRC またはその相当値を超えてはならない。

⚠ これは「上限」で、同系列の Stellite 6（37 HRC の下限）とは逆の向きです。理由：これらの鋳物は高温にさらされるとさらに硬化します（約 800 °C × 50 h で 45 HRC に達することがあります）。この合金は使用中も硬化し続けるため、鋳造のままの硬さを抑えておくことで被削性と靭性の余裕が保たれます。

⚠ 45 HRC という数値は例示にすぎず受入れ基準ではないため、材料の合否判定に使ってはいけません。受入れの基準線は鋳造のままの 34 HRC です。

⚠ 実務上の帰結：受入れ材が軟らかめでも必ずしも問題ではなく — それこそ規格が求めるものです — 使用後に 40 HRC を超えて測定された部品も、受入れ材が規格外だったことを示すものではありません。判断する際は、鋳造のままの状態と使用後の状態を分けて考える必要があります。

⚠ 同系列の三つのコバルト耐摩耗合金で、硬さ要求の向きが三通りに異なります — 数値より先に向きを読んでください：

· R30006（Stellite 6 鋳造品）— 37 HRC 以上：下限。硬さそのものが機能であるため。

· R30021（Stellite 21 鋳造品）— 鋳造のままで 34 HRC 以下：上限。使用中にさらに時効硬化するため。

· R30016（Stellite 6B 展伸材）— 33～43 HRC：上下限のある範囲。

コバルト合金の硬さの数値を見たら、まずそれが下限か、上限か、範囲かを確認してください。

摩耗環境について規格が述べていること参考値のみ — 受入れの根拠ではありません

代表的な用途：1500 °F（816 °C）までの高強度と 2000 °F（1095 °C）までの耐酸化性が必要なタービンベーンなどの部品。用途はこれらに限りません。

⚠ 想定用途が Stellite 6 と異なる点に注意してください。Stellite 21 はタービンベーンを例とする高強度・耐酸化用途に位置づけられ、Stellite 6 は耐摩耗・耐エロージョン材種です。Stellite 21 は自身の規格では、主に耐摩耗材種として位置づけられてはいません。

⚠ 816 °C と 1095 °C は別々の温度です — 前者は強度、後者は耐酸化性の温度で、ほぼ 280 °C 離れており、混同してはいけません。荷重を受ける部品は 816 °C の数値に従うべきで、規格はその温度での許容応力を示していません。

同系列の溶着金属の硬さ参考値のみ — 受入れの根拠ではありません

AWS 規格分類 / UNS	溶接のまま、多層盛	炭化物とトレードオフ
ERCoCr-A / R30006	23 – 47 HRC	亜共晶炭化物。低応力アブレシブ摩耗と衝撃に強く、金属同士のかじり抵抗が良好
ERCoCr-B / R30012	34 – 47 HRC	炭化物約 16%。硬さとアブレシブ摩耗・金属間摩耗への抵抗がやや高く、耐衝撃性と耐食性はやや低い
ERCoCr-C / R30001	43 – 58 HRC	炭化物約 19%、過共晶の初晶炭化物を含む。耐摩耗性は最も高いが、耐衝撃性と耐食性は低く、冷却時にチェック割れが入りやすい
ERCoCr-E / R30021	20 – 35 HRC	炭化物が少なく固溶強化が主体。靭性が高く加工硬化し、熱衝撃とキャビテーションに強く、同材同士のかじり抵抗に優れる
ERCoCr-F / R30002	32 – 46 HRC	ニッケル 20% 超。鉛添加物が存在する環境での耐酸化・耐食用に開発
ERCoCr-G / R30014	52 – 60 HRC	ERCoCr-C より炭素とタングステンを増やし、初晶炭化物の体積率を高めたもの
ERCoCr-H / R31233	20 – 30 HRC	耐摩耗性と耐食性のバランスがよく、溶接割れにも強く、バタリング層や予熱なしで肉盛りできます。冷間加工後の溶着金属は最大 50 HRC まで加工硬化します

⚠ これは溶接のままの多層溶接の代表的な硬さで、受入れ範囲ではありません。規格本文が確認するのは溶加材または溶着金属の化学成分だけで、硬さは一切確認しません。この表で溶着金属の合否を判定するのは誤用です。

読み方：炭化物の割合は A → B → C → G の順に増え、それとともに硬さは上がりますが、衝撃靭性と耐食性は下がります。E と H は別の道をとり、炭化物が少なく固溶強化が主体で、靭性と加工硬化で勝ります。材種を選ぶことは、このトレードオフの上で 1 点を選ぶことです。

⚠ 範囲は広くなっています（ERCoCr-A は 24 HRC ポイントの幅）。溶接のままの硬さは希釈、層数、予熱、パス間温度によって変わり、材料定数ではありません。一層盛りの溶着金属は母材で希釈され、明らかに軟らかく測定されます — A7.2.8 は「多層」溶接についての記述です。

⚠ これは鋳物の鋳造のままの上限 34 HRC と一致します。ERCoCr-E は溶着のままでも系列中で最も軟らかい材種です（20-35 HRC）。この系列で硬さを競う材種ではありません。

A7.2.4.1：1150 °C まで強度と延性が良好で、熱衝撃と酸化性・還元性の両雰囲気に強く、同材同士のかじり抵抗に優れ、キャビテーション・エロージョン抵抗が非常に高く、加工硬化します。バルブトリム、熱間せん断刃、熱間押出ダイスでこの材料が選ばれるのは、硬さではなく熱衝撃とかじりへの強さのためです。

供給状態と熱処理規格で必須

供給状態	鋳放し
UNS 対応	表題は「UNS R30021 に類似した成分」です — 成分が類似しているのであって、同一ではありません
商品名	表題欄には Stellite® 21 の名称が記載されています（2025 J 改訂で追加）

公称成分は 62Co-27Cr-2.8Ni-5.5Mo です。Stellite 6（60Co-29Cr-4.5W）と比べてタングステンの代わりにモリブデンを用い、炭素もはるかに少ないため、鋳造のままでは軟らかいものの使用中に時効硬化します。

化学成分

Co59%

Co 59%Cr 27%Mo 5.5%Ni 2.8%C 0.25%微量・残留元素 5%

公称値：上下限があるものは中央値、上限だけのものは上限値とし、残部が残りを占めます。規定範囲の正確な値は下にあります。

	元素	名称	含有量 %
主要元素5 元素
	Co	コバルト	残部
	Cr	クロム	25 – 29%
	Mo	モリブデン	5 – 6%
	Ni	ニッケル	1.75 – 3.75%
	C	炭素	0.2 – 0.3%

	元素	名称	含有量 %
微量・残留元素4 元素
	B	ホウ素	≤ 0.007%
	Fe	鉄	≤ 3%
	Si	ケイ素	≤ 1%
	Mn	マンガン	≤ 1%

形態別の機械的性質（最小値）

保証値は形態、寸法、納入状態によって異なります。お見積りでは規格、形態、寸法、状態を確認します。

形態	供給状態	Rm MPa	Rp0.2 MPa	A ≥ %
線・溶接ワイヤ
肉盛用ソリッドワイヤと棒	AWS 規格分類 ERCoCr-E / UNS R30021	—	—	—
その他
精密鋳造品用の別鋳込み試験棒	鋳放し。816 ± 6 °C で引張試験、10 分以上保持	≥ 360 (52 ksi)	—	≥ 10
精密鋳造品	鋳放し、熱処理なし	—	—	—