UGI® 4313 +A — высокопрочный низкоуглеродистый никелистый мартенситный нержавеющий сталь

UGI® 4313 — низкоуглеродистая никелистая мартенситная нержавеющая сталь, сочетающая высокие механические свойства, хорошую ударную вязкость и коррозионную стойкость, превосходящую обычные высокоуглеродистые мартенситные классы. Рабочий диапазон температур: от –60 °C до +300 °C.

В термически обработанном состоянии (закалка + отпуск) микроструктура — отпущенный мартенсит, возможно с следами феррита и остаточного аустенита (до ~15% остаточного аустенита в зависимости от температуры отпуска). Сталь ферромагнитна (притягивает магнит) в любом металлургическом состоянии, однако магнитные свойства (проницаемость, коэрцитивная сила, остаточная намагниченность, насыщение) зависят от режима термообработки. Отличный кандидат для применений, требующих компромисса между прочностью, коррозионной стойкостью и магнетизмом (например, топливные форсунки автопрома).

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	170 ГПа	—
Модуль упругости	300 °C	175 ГПа	—
Предел прочности при растяжении	—	1100 МПа	макс., d ≤ 160 мм

Тепловые свойства

Свойство	Значение	Диапазон
Коэффициент линейного теплового расширения	10,5·10⁻⁶ 1/К	20–100 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	10,9·10⁻⁶ 1/К	20–200 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	11,3·10⁻⁶ 1/К	20–300 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	11,6·10⁻⁶ 1/К	20–400 °C
Удельная теплоемкость	430 Дж/(кг·К)	—

Электрические свойства

Свойство	Значение
Электрическое сопротивление	6,0·10⁻⁷ Ом·м

Химический состав

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод (C)	0,05%	макс.
Хром (Cr)	12,0–14,0%	—
Марганец (Mn)	1,5%	макс.
Молибден (Mo)	0,3–0,7%	—
Никель (Ni)	3,5–4,5%	—
Азот (N)	0,02%	макс.
Фосфор (P)	0,04%	макс.
Кремний (Si)	0,7%	макс.
Сера (S)	0,015%	макс.

Технологические свойства

Области применения

• Муфты, насосы, клапаны, компрессоры для химической и нефтехимической промышленности;
• Авиакосмическая, автомобильная и мотостроительная отрасли (особенно впрыск);
• Детали для турбин энергетики;
• Медицинская инструментария;
• Строительство, металлоконструкции;
• Военно-оборонные применения.

Холодная деформация

Волокнение проволоки, штамповка: подходит для конвенциональных методов холодной обработки.

Коррозионные свойства

Точечная (ямковая) коррозия: расчетный индекс PREN (%Cr + 3,3×%Mo + 16×%N) в среднем 15. Стойкость лучше серии AISI 420 (1.4034, PREN ~13,5), но ниже серии AISI 431 (1.4057, PREN ~17). Удовлетворительна в средах с <100 ppm хлоридов. Улучшается электролитическим полированием (низкая шероховатость).

Станочная обрабатываемость

Обрабатывается как в отжиженном (A), так и в закаленном-отпущенном (QT) состояниях. Состояние A — ниже свойства, риск прилипания стружки, износ инструмента. QT — износ выше при более высоких свойствах. Лучшая обрабатываемость — QT700. Сравнима с никелистыми мартенситными UGI® 4418. Техподдержка доступна для консультаций.

Термическая обработка

Отжиг: 600–650 °C, охлаждение в воздухе или печи, после мартенситного превращения.

Закалка: 900–1150 °C, охлаждение в воздухе или масле.

Отпуск (по EN 10088-3):

• +QT700: двойной отпуск 650–700 °C и 600–620 °C;
• +QT780: однократный 550–620 °C;
• +QT900: однократный 520–580 °C.

Горячая деформация (ковка)

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

Доступные виды продукции

Продукт	Профиль	Обработка	Толеранс	Размеры (мм)
Горячекатаные прутки, отшелушенные	Круглые	—	12–13	22–115
Прутки холодной деформации (вытяжка, токарная, шлифовка)	Круглые	—	6–11	2–115
Проволочный пруток	Круглые	Маркированные	—	5–32

Другие варианты — по запросу к поставщику.

Сварка

Сваривается дуговыми методами (GMAW, GTAW, SMAW) и другими (точечная, шовная, лазерная). Низкий C и Ni делают сварку легче, чем для большинства мартенситных сталей. Низкоуглеродистый мартенсит с дисперсным остаточным аустенитом дает HAZ хорошую вязкость в сварном состоянии. Малая чувствительность к холодным трещинам, предварительный нагрев обычно не нужен (кроме толстых/сложных деталей — 100–200 °C).

Надсадка: если WM не требует свойств базы — аустенитная (UGIWELD™ 316LM), послеварковый отпуск не нужен. Если нужны те же свойства — однородная надсадка, послеварковый отпуск 540–580 °C. При MIG с однородной надсадкой — газ Ar + 1–2% CO₂ для низкого O₂ в шве и высокой вязкости.