UGI® 4542 H900 — Высокопрочная коррозионно-стойкая мартенситная нержавеющая сталь

Общие сведения

UGI® 4542 — это мартенситная нержавеющая сталь закалки выделением (PH), предназначенная для деталей, требующих сочетания высокой прочности, вязкости и хорошей коррозионной стойкости. Эта сталь уникальна тем, что обеспечивает отличную коррозионную стойкость, сравнимую с аустенитными сталями типов 1.4301/1.4307 (304/304L), и при этом обладает широким диапазоном механических свойств после термической обработки.

Благодаря своей металлургической структуре сталь удовлетворяет требованиям к высокой предельной прочности на растяжение и подходит для применений, требующих высокой ударной вязкости. Микроструктура представляет собой мартенсит с некоторым количеством ферритных нитей. В зависимости от термического состояния в микроструктуре может присутствовать остаточный аустенит и медные выделения. UGI® 4542 — ферромагнитная сталь, свойства которой зависят от применяемой термической обработки.

Физические и механические свойства

Общие свойства

Свойство	Значение
Плотность	7,86 г/см³

Механические свойства (по ASTM A564)

Свойство	Значение	Примечание
Модуль упругости	197 ГПа
Относительное удлинение	10 %	мин.
Твердость по Бринеллю	388 HB	мин.
Твердость по роквеллу (C)	40 HRC	мин.
Сужение площади	40 %	мин.
Предел прочности при растяжении	1310 МПа	мин.

Тепловые свойства

Свойство	Значение
Коэффициент линейного теплового расширения	1,09·10⁻⁵ 1/К
Теплопроводность	17 Вт/(м·К)

Химический состав (масс. %)

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод (C)	0,06	макс.
Хром (Cr)	15,0 – 16,5 %
Медь (Cu)	3,0 – 4,0 %
Марганец (Mn)	1,0	макс.
Молибден (Mo)	0,5	макс.
Никель (Ni)	4,0 – 5,0 %
Ниобий (Nb)	0,45	макс., мин. 5×C
Фосфор (P)	0,03	макс.
Кремний (Si)	0,60	макс.
Сера (S)	0,03	макс.

Технологические свойства

Области применения

• Судостроение малого тонажа (винтовые валы, арматура)
• Пищевая промышленность (оборудование для перемещения и переработки)
• Энергетика (атомные электростанции)
• Строительство и автомобильная промышленность

Коррозионные свойства

UGI® 4542 обеспечивает отличную коррозионную стойкость, аналогичную сталям 18Х-8Н в большинстве агрессивных сред. Структура стали делает её нечувствительной к межкристаллитной коррозии и высокостойкой к коррозионно-усталостному разрушению и коррозии под напряжением. Отмечается также отличное сопротивление эрозионно-коррозионному износу благодаря сочетанию высоких механических свойств и коррозионной стойкости.

При сборке из нержавеющей стали и менее благородных материалов (алюминий, обычная сталь) в атмосферных условиях гальваническая коррозия не развивается из-за отсутствия электролита. В «критических» случаях (морские применения: кратковременное погружение, зоны застоя жидкостей) изоляция соединений герметиком на силиконовой основе дает хороший результат.

Рекомендуемая пассивация (при необходимости):

• 1 объем азотной кислоты 52% (36° Боме)
• 1 объем воды
• Комнатная температура
• Кратковременное воздействие
• Тщательная промывка после завершения

Поведение в различных средах:

Среда	Поведение
Азотная кислота	Хорошее
Ортофосфорная кислота	Ограниченное применение
Серная кислота	Ограниченное применение
Уксусная кислота	Среднее
Карбонат натрия	Среднее
NaCl (солевой туман)	Хорошее
Влажность	Отличное
Морская вода	Ограниченное применение
Нефть/газ	Ограниченное применение

Термическая обработка

Соответствует ASTM A564/A564M и EN 10088-3.

• После отжига при 1030–1050 °C сталь имеет мягкую мартенситную структуру с твердостью ~35 HRC. Рекомендуется отпуск 1–2 часа при 250/300 °C без существенного влияния на механические свойства.
• Максимальная твердость ~42 HRC (ударная вязкость 3 дЖ/см²) достигается отпуском при ~480 °C (1 час).
• Мягчение: отпуск при 550–760 °C в соответствии со стандартами. Для повторной закалки после такого мягчения требуется повторный отжиг.
• Отожженные прутки подходят для закалки на деталях. Детали из отпущенных прутков должны быть снова отожжены перед закалкой.

Горячая деформация (ковка)

Нагрев: 1150–1200 °C. Ковка: 1200–950 °C. Охлаждение: в воздухе, воде или масле. Полученные детали могут использоваться:

• Отожженные (с отпуском 1–2 часа при 250/300 °C)
• Закаленные (с опциональным отжигом + отпуск 1 час при 480 °C)
• Отпущенные (с опциональным отжигом + отпуск по стандартам для нужных механических свойств)

Сварка

UGI® 4542 сварена без предварительного нагрева методами MIG, TIG (с наполнителем или без), лазерной, контактной или электронно-лучевой сваркой. Швы имеют отожженную структуру и должны подвергаться отпуску (1–2 ч при 250/300 °C) или закалке/отпуску. При сварке без наполнителя или с однородным наполнителем механические свойства шва могут соответствовать базовому металлу.

Конструкция сварного соединения должна учитывать требования к высокопрочным сталям: избегать заусенцев и резких изменений сечения.

Наполнительные материалы для MIG: защитный газ Ar + 1% CO₂ или 1–2% O₂ (газы с H₂ и N₂ избегать). Проволока: ER308LSi (1.4316) или однородный наполнитель 630 (17-4PH).

Доступные продукты

Продукт	Профиль	Поверхность	Толеранс	Размер (мм)
Пруток	Круглый	Шлифованный	k12 – k13	22 – 115
		Снятый и полированный	h11 – h10 – h9	22 – 115