UGI 4418 AIR — высокопрочная криогеническая нержавейка для авиакосмической отрасли

UGI 4418 AIR — низкоуглеродистая сверхмартенситная нержавеющая сталь с никелем, специально разработанная для авиакосмического рынка. Сочетает высокую механическую прочность с отличной вязкостью и значительно более высокой коррозионной стойкостью, чем обычные высокоуглеродистые мартенситные стали Fe-Cr-C. Показательны отличные криогенные свойства.

В закаленном и отпущенном состоянии микроструктура представляет собой в основном отпущенный мартенсит (возможны следы феррита <5% и остаточного аустенита в зависимости от диаметра и термообработки). Микропречность гарантируется по ASTM E45/метод А (показатель Epit 375 мВ/ECS ± 20 мВ — лучше, чем у 1.4006, 1.4307, 1.4542). Доступна также версия ESR (переплавка в электрослюевой печи). Сталь намагничиваема.

Основные свойства

Свойство	Значение
Плотность	7,7 г/см³

Механические свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Модуль упругости	20 °C	200 ГПа	—
Модуль упругости	100 °C	195 ГПа	—
Модуль упругости	200 °C	185 ГПа	—
Модуль упругости	300 °C	175 ГПа	—
Модуль упругости	400 °C	170 ГПа	—
Твердость по Бринеллю	—	293 HB	макс., d ≤ 200 мм

Тепловые свойства

Свойство	Значение	Диапазон
Коэффициент линейного теплового расширения	10,3·10⁻⁶ 1/К	20–100 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	10,8·10⁻⁶ 1/К	20–200 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	11,2·10⁻⁶ 1/К	20–300 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	11,6·10⁻⁶ 1/К	20–400 °C
Удельная теплоемкость	430 Дж/(кг·К)	—
Теплопроводность	15 Вт/(м·К)	—

Электрические свойства

Свойство	Значение
Электрическое сопротивление	8·10⁻⁷ Ом·м

Химический состав

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод (C)	0,06%	макс.
Хром (Cr)	15,0–17,0%	—
Медь (Cu)	0,5%	макс.
Марганец (Mn)	1,5%	макс.
Молибден (Mo)	0,8–1,2%	—
Никель (Ni)	4,0–5,0%	—
Азот (N)	0,02%	мин.
Фосфор (P)	0,03%	макс.
Кремний (Si)	0,6%	макс.
Сера (S)	0,005%	макс.

Технологические свойства

Области применения

• Крепежные изделия (фастенеры);
• Вращающиеся детали;
• Фиттинги и соединители;
• Поршни тормозных систем;
• Конструктивные элементы;
• Валы и шплинты;
• Резервуары (танки).

Холодная деформация

Подходит для конвенциональных методов (вытяжка прутков/проволоки, штамповка, профилирование). Высокие механические свойства требуют внимания. После или во время деформации может потребоваться закалка для размягчения. При сильной деформации рекомендуется полная закалка с отпуском.

Коррозионные свойства

Благодаря высокому Ni, Cr, Mo и низкому C — хорошая коррозионная стойкость.

Точечная коррозия: потенциал ямковой коррозии 375 мВ/ECS (по ISO 15158-2014, 0,02M NaCl, 23 °C) — аналогично 1.4542 (17-4PH) и 1.4307 (304L), значительно лучше 1.4006 (410).

Межкристаллитная коррозия: нечувствительна благодаря структуре и составу.

Термическая обработка

Размягчение (отжиг): 600–650 °C (трудно из-за низкой Ac1).

Закалка: аустенитизация 1010–1060 °C, закалка в масле (или воздухе для малых сечений). Отпуск сразу после остытия до комнатной температуры для предотвращения трещин.

Отпуск: температура зависит от требуемых свойств:

• Уровень QT 900: 550–620 °C;
• Уровни QT 1100 и QT 1150: 375–405 °C.

Выдержка 2–4 часа, охлаждение в воздухе или масле. Двойной отпуск возможен для дополнительного размягчения. Диапазон 400–450 °C избегать (риск ломкости).

Горячая деформация (ковка)

Нагрев 1150–1200 °C, ковка 1200–900 °C, охлаждение в воздухе. Поведение при ковке как у аустенитной 1.4301. После ковки — полная термообработка (аустенитизация/закалка + отпуск).

Сварка

Сваривается дуговыми методами (GMAW, GTAW, SMAW) и другими (точечная, шовная, лазерная). Благодаря низкому C и Ni — легче свариваема, чем большинство мартенситных сталей. Зоны термического влияния (HAZ) обладают высокой вязкостью в сварном состоянии. Незначительная чувствительность к холодным трещинам, обычно без предварительного нагрева (кроме толстых деталей или сложной геометрии — тогда 100–120 °C).

Надсадка: если WM не требует свойств базового металла — аустенитная (A316LM/LT), послеварковый отпуск не нужен. Если нужны те же свойства — однородная надсадка (тип «16 5 1»), послеварковый отпуск 580–600 °C. При MIG с однородной надсадкой — газ Ar + 1–2% CO₂ для хорошей вязкости шва.

Доступные виды продукции (прутки круглые)

Вид	Обработка	Толеранс	Размеры (мм)
Горячекатаные, отшелушенные	—	K13–K12	22–115
Оборотованные	—	h11–h10	22–115
Оборотованные, полированные	—	h11–h10 / h9	22–115 / 22–55
Шлифованные	—	h9–h8–h7	5–115
Холоднодеформированные (вытянутые)	—	h9	5–30

Другие виды — по запросу к поставщику.