UGI 4057 AIR QT900 — премиальная мартенситная нержавеющая сталь с повышенной коррозионной стойкостью

UGI 4057 AIR — мартенситная нержавеющая сталь с добавлением никеля. Содержание 15% хрома обеспечивает более высокую коррозионную стойкость по сравнению с классическими мартенситными сталями типа AISI 410 или 420. Баланс легирующих элементов (Cr, Ni, C) тщательно подобран для получения практически полностью мартенситной структуры после аустенизации (с ограниченным количеством остаточного аустенита и дельта-феррита) для развития полной прочности. Эта марка преимущественно используется в закаленном и отпущенном состоянии, что обеспечивает широкий диапазон механических свойств в зависимости от температуры отпуска.

Микроструктура в закаленном и отпущенном состоянии полностью мартенситная с тонкими карбидами хрома. Дельта-феррита практически полностью устраняется горячей прокаткой и аустенизацией (гарантируется доля дельты < 5%). Для UGI 4057 AIR гарантируется следующая микроподвисность по ASTM E45/A. Для применений, требующих улучшенной микроподвисности, существует ESR-вариант (переплавка в электрошлаковой печи).

Тип		A		B		C		D
Рейтинг		Тонкие	Толстые	Тонкие	Толстые	Тонкие	Толстые	Тонкие	Толстые
		< 2	< 2	≤ 2	< 2	≤ 2	< 2	≤ 2	< 2

Для применений, требующих улучшенной микроподвисности, UGI 4057 AIR также существует в ESR-варианте.

UGI 4057 AIR — ферромагнитная марка при комнатной температуре до 727 °C (точка Кюри). Её магнитные свойства полутвердые и значительно меняются при отпуске. Эволюция свойств при отпуске показана на графике в разделе изображений даташита.

Свойства

Общие

Свойство	Температура	Значение
Плотность	20 °C	7,71 г/см³
Плотность	100 °C	7,69 г/см³
Плотность	200 °C	7,66 г/см³
Плотность	300 °C	7,64 г/см³
Плотность	400 °C	7,60 г/см³

Механические

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Ударная вязкость (Шарпи, V-образная проба)	—	20 Дж	мин.
Модуль упругости	20 °C	215 ГПа
Модуль упругости	100 °C	212 ГПа
Модуль упругости	200 °C	205 ГПа
Модуль упругости	300 °C	200 ГПа
Модуль упругости	400 °C	190 ГПа
Относительное удлинение	—	12 %	мин., диаметр ≤ 100 мм
Твердость Бринелля	—	270 – 321 HB
Предел прочности при растяжении	—	900 – 1080 МПа	диаметр ≤ 100 мм

Тепловые

Свойство	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения	10,6·10⁻⁶ 1/К	20–100 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	11,2·10⁻⁶ 1/К	20–200 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	11,7·10⁻⁶ 1/К	20–300 °C
Коэффициент линейного теплового расширения	12,1·10⁻⁶ 1/К	20–400 °C
Удельная теплоемкость	460 Дж/(кг·К)
Теплопроводность	25 Вт/(м·К)

Электрические

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

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод (C)	0,12 – 0,20 %
Хром (Cr)	15,0 – 17,0 %
Медь (Cu)	0,5 %	макс.
Марганец (Mn)	1,0 %	макс.
Молибден (Mo)	0,30 %	макс.
Никель (Ni)	2,0 – 3,0 %
Фосфор (P)	0,025 %	макс.
Кремний (Si)	1,0 %	макс.
Сера (S)	0,005 %	макс.

Технологические свойства

Области применения

UGI 4057 AIR часто используется в высоконагруженных деталях, где важна хорошая коррозионная стойкость: авиационные крепления, насосные валы, детали клапанов. Также соответствует требованиям EN 10272 для сосудов под давлением.

Коррозионные свойства

Этот сплав обладает хорошей атмосферной коррозионной стойкостью и является одной из лучших стандартных мартенситных марок по коррозионной стойкости; только структурно закаленные марки, такие как UGIMA® 4542, имеют более высокую стойкость (среди мартенситных марок). Он также устойчив к некоторым нефтепродуктам и органическим средам.

Среда	Поведение / Применение
Азотная кислота	ХОРОШО
Ортофосфорная кислота	Ограниченное применение
Сернистая кислота	Ограниченное применение
Уксусная кислота	Ограниченное применение
На트рия карбонат	СРЕДНЕ
NaCl (туманный тест)	СРЕДНЕ
Влажность	ХОРОШО
Морская вода	Ограниченное применение

Примечание: коррозионная стойкость нержавеющей стали зависит от многих факторов, связанных с составом коррозионной атмосферы (концентрация хлоридов, наличие окислителей, температура, pH, агитация), а также от подготовки материала (поверхность без металлических частиц, чистка, полировка). Меры предосторожности необходимы для определенных тестов, например, теста в солевом тумане (ISO 9227): маркировочные этикетки (можут вызывать коррозионные следы и снижать время стойкости) не должны использоваться на пробах.

Тепловая обработка

Тепловая обработка UGI 4057 AIR состоит из двух этапов:

• Аустенизация — цель: растворить углерод и получить твердый перенасыщенный мартенсит.
• Отпуск — цель: настроить механические свойства под применение (компромисс прочность/вязкость). Может выполняться одиночный или двойной отпуск в зависимости от спецификации заказчика.

Аустенизация: проводится в диапазоне 950–1030 °C с выдержкой не менее 30 мин. Охлаждение должно быть достаточно быстрым, чтобы избежать межзеренного выделения, вредного для вязкости, но не слишком быстрым, чтобы избежать закалочных трещин. Можно использовать закалку в масле (со средней закалочной способностью) или охлаждение воздухом в зависимости от размера деталей.

Отпуск: условия могут варьироваться в зависимости от спецификации. Некоторые спецификации требуют двойной отпуск (для релаксации свежего мартенсита, образовавшегося после первого отпуска), другие — одиночный. Благодаря низкому содержанию остаточного аустенита после аустенизации, UGI 4057 AIR может быть отпущен как двойным, так и одиночным способом. Для состояния QT900 рекомендуемые режимы отпуска:

• 640 °C / 4 ч / охлаждение воздухом + 610 °C / 4 ч / охлаждение воздухом (двойной отпуск)
• 650 °C / 4 ч / охлаждение воздухом (одиночный отпуск)

Отжиг/размягчение: полный отжиг непрактичен из-за длительного охлаждения. Вместо этого можно использовать полуотжиг:

• аустенизация при относительно низкой температуре для образования шарообразных карбидов, обычно при 800 °C в течение 2 часов с последующим печным охлаждением до 600 °C и воздушным охлаждением ниже;
• высокотемпературный отпуск при 680–700 °C в течение 4 часов с последующим воздушным охлаждением.

Горячая деформация

UGI 4057 AIR подходит для ковки. Медленно нагревают до 850 °C, затем быстрее до 1150/1180 °C для ковки в диапазоне 1180–950 °C. После ковки необходима термическая обработка для снятия напряжений при 200 °C или размягчение при 750–850 °C или закалка с отпуском.

Прочие сведения

Доступная продукция:

Продукт	Профиль	Поверхность	Допуск	Размер (мм)
Круг	Круглый	Горячекатаный, в чешуе	k13-k12	22–115
		Обработанный на токарном станке
		Шлифованный / Спеченый и полированный	h11-h10 / h9	22–115
		Центролизированный шлифованный	h9-h8-h7	5–115
		Холоднокатаный	h9	5–21

Сварка

При соблюдении определенных мер предосторожности UGI 4057 AIR может быть сварен большинством методов дуговой или контактной сварки в отпущенном, закаленном или размягченном состоянии.

Для предотвращения холодных трещин после сварки UGI 4057 AIR необходимо предварительно нагреть до 200–300 °C и поддерживать межпроходную температуру не ниже 200 °C. После сварки также требуется отпуск при 650 °C.

Если нужен наплавной материал, рекомендуется наплавной провод с составом, похожим на UGI 4057 AIR, особенно если механические свойства наплавленного металла должны совпадать с основным металлом. Если нет, можно использовать аустенитный провод AWS E/ER310.

Для MIG-сварки рекомендуются защитные газы Ar + 1–3% CO₂ или O₂. Газы, содержащие H₂, не должны использоваться. Покрытые электроды должны быть просушены в печи перед сваркой.