UGI® 4462: Премиальная дуплексная нержавеющая сталь для коррозионно-стойких применений

Общие сведения

Дуплексная нержавеющая сталь с высокой коррозионной стойкостью и высокими механическими свойствами, UGI® 4462 обладает отличной коррозионной стойкостью в агрессивных средах в сочетании с высокими механическими характеристиками.

Химический состав UGI® 4462 оптимизирован для получения после термической обработки закалки с отпуском двухфазной структуры феррит + аустенит, содержащей 40–60% феррита. Марка UGI® 4462 чувствительна к выделению интерметаллических фаз, ухудшающих механические свойства и коррозионную стойкость. Сигма-фаза (σ) выделяется в диапазоне 600–1000 °C после выдержки в течение нескольких десятков минут. Фаза α' в диапазоне 350–550 °C также представляет риск обесчеливания. Следовательно, температура эксплуатации марки должна быть ограничена 300 °C (см. диаграммы на странице материала).

Свойства

Общие

Свойство	Значение
Плотность	7,8 г/см³

Механические

Свойство	Температура	Значение
Модуль упругости	20 °C	200 ГПа
	100 °C	194 ГПа
	200 °C	186 ГПа
	300 °C	180 ГПа
Относительное удлинение		20,0 – 30,0 %
Предел прочности при растяжении		850,0 – 1050,0 МПа

Тепловые

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения		0,000013 1/К	20–100 °C
		0,0000135 1/К	20–200 °C
		0,000014 1/К	20–300 °C
Удельная теплоемкость	20 °C	500 Дж/(кг·К)
	100 °C	530 Дж/(кг·К)
	200 °C	560 Дж/(кг·К)
	300 °C	590 Дж/(кг·К)
Теплопроводность	20 °C	15 Вт/(м·К)
	100 °C	16 Вт/(м·К)
	200 °C	17 Вт/(м·К)
	300 °C	18 Вт/(м·К)

Электрические

Свойство	Температура	Значение
Электрическое сопротивление	20 °C	8·10⁻⁷ Ом·м
	100 °C	8,5·10⁻⁷ Ом·м
	200 °C	9·10⁻⁷ Ом·м
	300 °C	1·10⁻⁶ Ом·м

Химический состав

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод	0,03	макс.
Хром	22,0 – 23,0 %
Марганец	1,0 – 2,0 %
Молибден	2,5 – 3,5 %
Никель	5,0 – 6,0 %
Азот	0,12 – 0,2 %
Фосфор	0,035	макс.
Кремний	0,75	макс.
Сера	0,01 %	макс.

Технологические свойства

Области применения

• Детали для судостроения
• Химическая и целлюлозно-бумажная промышленность
• Нефтегазовая отрасль
• Строительство

Холодная деформация

Волокнение – профилирование: Из-за высокого предела текучести UGI® 4462 её холодная деформация требует больших усилий, чем для аустенитных марок типа 1.4404 (316L). См. кривую упрочнения UGI® 4462 на странице материала.

Холодная штамповка: UGI® 4462 не оптимизирована для холодной штамповки. Её высокие механические свойства вызывают значительные силы деформирования и быстрый износ штамповок. Однако качество поверхности деталей, штампованных из UGI® 4462, значительно лучше, чем у аустенитных марок (нет эффекта «апельсиновой корки»). Поэтому UGI® 4462 может использоваться в обычной холодной штамповке или гибке, когда с аустенитными марками наблюдается эффект «апельсиновой корки». В испытании на холодный удар UGI® 4462 допускает деформацию расширения 40% до появления трещин.

Коррозионные свойства

UGI® 4462 применяется там, где критически важны коррозионные свойства:

• Строительная отрасль для эксплуатации в морской или городской атмосфере
• Целлюлозная промышленность
• Десалинация воды
• Химическая промышленность в целом

Это иллюстрируется диаграммами коррозии в среде серной кислоты H₂SO₄ (общая коррозия) и хлорида натрия NaCl (точечная коррозия).

Общая коррозия

Этот тип коррозии встречается преимущественно при химическом производстве серной или фосфорной кислоты. Ускоренное испытание для моделирования этого типа коррозии проводится путем измерения плотности тока растворения или активности на поляризационной кривой в среде серной кислоты 2 моль/л (200 г/л) при 23 °C. График на странице материала показывает значения тока растворения в мкА/см² для марок UGI® 4462, UGI® 4362, UGI® 4404 и UGI® 4301 на прокачанной проволоке (после механической полировки поверхности наждачной бумагой SiC 1200); чем ниже значения, тем выше стойкость к этому типу коррозии. Следует отметить, что UGI® 4462 показывает лучшие результаты.

Локальная коррозия

Точечная коррозия: Это наиболее распространенный вид коррозии. Основная причина — вредное действие хлорид-ионов на сульфидные включения, визуально проявляющееся в виде маленьких точек коррозии. Опыт заключался в определении на поляризационной кривой потенциала, при котором образуются точечные коррозионные ямы; чем выше потенциал, тем выше коррозионная стойкость. График на странице материала показывает значения точечного потенциала в мВ/SCE (насыщенный каломельный электрод) для проволоки, подвергшейся механической полировке поверхности SiC1200, и погруженной в 0,86 моль/л NaCl (30,4 г/л хлоридов) при 55 °C (также в 0,5 M NaCl при 70 °C).

Коррозия под напряжением: Испытания на коррозию под напряжением в среде типа «NACE standard» с приложением напряжений ниже предела текучести в течение 720 часов показывают, что марка UGI® 4462 имеет зону без трещин (слева от кривых на странице материала), достаточно сравнимую с супераустенитной UGI® 4539 и супердуплексной UGI® 4507.

Общая обрабатываемость на резание

Из-за низкого содержания серы (для сохранения отличной коррозионной стойкости) и высоких механических свойств, UGI® 4462 — труднообрабатываемая марка. Отсутствие сульфидов в больших количествах препятствует хорошему сбросу стружки при обработке. Высокие механические свойства порождают при точении большие силы резания, приводящие к быстрому износу инструмента. Поэтому выбор режущего инструмента (марка твердого сплава и сбрасыватель стружки) критически важен для правильной обработки UGI® 4462. Кроме того, выбор режимов резания сложнее, чем для марок с более низкими механическими свойствами. Необходимо снижать скорости резания по сравнению с аустенитными марками, но не слишком сильно, чтобы поддерживать достаточно высокую температуру на вершине режущего инструмента для ограничения сил резания. Что касается подач, их следует держать на уровне, обеспечивающем успешный сброс стружки.

Наша техническая поддержка с удовольствием ответит на любые вопросы по этой теме.

Термическая обработка

Термическая обработка закалки с отпуском должна проводиться при температуре 1020–1100 °C с последующим быстрым охлаждением в воздухе или воде. Это восстановление пластичности марки UGI® 4462 после горячей или холодной деформации.

Горячая деформация

Ковка: UGI® 4462 обладает удовлетворительной горячей пластичностью между 1220 и 950 °C, хотя она ниже, чем у обычных аустенитных сталей (1.4301, 1.4404). Горячая пластичность связана с содержанием феррита в марке, которое растет с температурой; поэтому она лучше при высоких температурах ковки. При температурах ковки механическая прочность UGI® 4462 ниже, чем у аустенита, что дает меньшие нагрузки на инструмент, и иногда необходимо принимать меры для ограничения ползучести деталей. Горячая обработка должна сопровождаться термической обработкой закалки с отпуском с быстрым охлаждением для восстановления ферритно-аустенитного равновесия, механических свойств и коррозионной стойкости марки.

Доступная продукция

Продукт	Форма	Отделка	Толеранс	Размер (мм)
Прутки	Круглый	Холододеформированный	9	5–28
	Круглый	Обработанный	10–11–12	22–120
	Круглый	Катаный	13	22–120
	Круглый	Шлифованный	8–9	22–115
Проволока	Круглый	Декапированная	—	5,5–32
Холододеформированная проволока	Круглый	Матовая	—	0,5–14

Другие продукты: свяжитесь с поставщиком

Сварка

Общие положения: UGI® 4462 можно сварить трением, сопротивлением, дугой, с наполнительной проволокой или без (MIG, TIG, обмотанный электрод, плазма, в потоке…) лучом лазера, электронным лучом и т.д. Однако, в отличие от аустенитных нержавеющих сталей, UGI® 4462 должна сваркиваться в соответствии с полем линейной сварной энергии для обеспечения хорошей вязкости сваренных зон. Если линейная сварная энергия слишком высока, существует риск — из-за слишком медленного охлаждения после сварки — образования обесчеливающей сигма-фазы в зоне термического влияния (ЗТВ). Если линейная сварная энергия слишком низка, существует риск — из-за слишком быстрого охлаждения после сварки — получения слишком ферритных и, следовательно, хрупких ЗТВ.

Поле линейной сварной энергии зависит преимущественно от геометрии сварных деталей, в частности от их толщины. Чем толще детали, тем быстрее остывание шва, что смещает поле линейной энергии в сторону высоких энергий. Поле также зависит от процесса сварки (MIG, TIG…). При многослойной сварке важно давать шву остыть ниже 150 °C между каждым проходом. Предварительный нагрев деталей перед сваркой нежелателен и никакая термическая обработка не должна выполняться после сварки, кроме, при необходимости, закалки с отпуском, описанной в разделе «Термическая обработка».

Сварка MIG

Наполнительная проволока, наиболее подходящая для сварки MIG UGI® 4462 — ER2209 – 22.9.3NL – UGIWELD™ 45N. Её более аустенитный баланс, чем у UGI® 4462, ограничивает долю феррита в зоне шва (ЗШ) и, таким образом, риск хрупкости в ЗШ. Предпочтительно слегка окисляющий защитный газ (Ar + 1–3% O₂ или CO₂) для ограничения уровня кислорода в ЗШ и обеспечения хорошей вязкости в ЗШ. Ни в коем случае не следует добавлять водород в защитный газ, чтобы избежать риска холодных трещин в ЗШ. При необходимости можно добавить несколько % N₂ в защитный газ для компенсации потерь азота в ЗШ при сварке.

Сварка TIG

Императивно, чтобы защитный газ был абсолютно нейтральным (Ar, частично замещенный или нет He) для защиты вольфрамового электрода. Как и при MIG, водород запрещен в защитном газе. Благодаря отсутствию кислорода в газовой подаче, этот процесс легче обеспечивает хорошую вязкость в ЗШ.