UGIMA® 4005 QT650: Мартенситная нержавеющая сталь с превосходной обрабатываемостью

Общие сведения

UGIMA® 4005 — мартенситная нержавеющая сталь, содержащая 12–14% хрома, с улучшением обрабатываемости на 15–30% благодаря процессу UGIMA®, позволяющему контролировать оксидные включения.

UGIMA® 4005 сохраняет остальные свойства стандартной UGI 4005 (холодная деформация, свариваемость, коррозионная стойкость и т.д.)

UGIMA® 4005 поставляется преимущественно в состоянии QT650 для оптимизации её обрабатываемости. Поэтому её микроструктура — отпущенный мартенсит с многочисленными сульфидами, вытянутыми в направлении горячей прокатки.

Свойства

Общие

Свойство	Значение
Плотность	7,7 г/см³

Механические

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Модуль упругости	20 °C	215 ГПа
	100 °C	212 ГПа
	200 °C	205 ГПа
	300 °C	200 ГПа
	400 °C	190 ГПа
Относительное удлинение		12 %	мин.
Предел прочности при растяжении		650,0 – 850,0 МПа

Тепловые

Свойство	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения	0,0000105 1/К	20–100 °C
	0,000011 1/К	20–200 °C
	0,0000115 1/К	20–300 °C
	0,000012 1/К	20–400 °C
Удельная теплоемкость	460 Дж/(кг·К)
Теплопроводность	30 Вт/(м·К)

Электрические

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

Химический состав

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод	0,06 – 0,15 %
Хром	12,0 – 14,0 %
Марганец	1,5	макс.
Молибден	0,06	макс.
Фосфор	0,04	макс.
Кремний	1,0	макс.
Сера	0,15 – 0,35 %

Технологические свойства

Области применения

Марка используется во множестве применений, где необходима высокая обрабатываемость (т.е. для автоматной обработки очень больших серий деталей), и когда коррозионная стойкость не является решающим фактором.

• Процессная промышленность: соединители, крепеж
• Автомобильная промышленность: форсунки

Эта марка также может использоваться за свои магнитные свойства в отожженном состоянии (электромагнитные клапаны).

Коррозионные свойства

Коррозионные свойства UGIMA® 4005 глобально те же, что и у стандартной UGI 4005. Поэтому предпочтительно хранение в зоне с низкой влажностью.

Точечная коррозия: На рисунке показан точечный потенциал в мВ/SCE; он измеряется в соленой среде с pH 6,6 при 23 °C и концентрации хлорида натрия 0,002 М (116 мг/л, т.е. 0,01%). Такой вид измерений на серосодержащих низкохромистых нержавеющих сталях всегда имеет большой разброс, и UGIMA® 4005 показывает в этом тесте разброс слегка больший, чем стандартная UGI 4005.

Общая обрабатываемость на резание

Благодаря контролируемым оксидным включениям, UGIMA® 4005 демонстрирует отличную обрабатываемость, значительно превосходящую стандартную 1.4005 типа UGI 4005. При идентичных режимах резания UGIMA® 4005 обеспечивает интенсивность износа инструмента, намного ниже наблюдаемой при резании стандартной 1.4005.

Она позволяет значительное увеличение производительности без снижения срока службы инструмента. В примерах ниже таблица показывает для двух разных режущих инструментов VB15/0.15*, измеренное при точении на прутках UGIMA® 4005 и UGI 4005 горячекатаных сравнительно.

VB15/0,15 при точении (без смазки)
Марка	SECO TM2000 CNMG 120408-MF4	SUMITOMO AC610M CNMG 120408-GU
UGI 4005	340 м/мин	380 м/мин
UGIMA® 4005	≥ 490 м/мин	≥ 510 м/мин

* VB15/0.15: скорость резания, вызывающая износ тыловой поверхности 0,15 мм за 15 мин эффективного резания при глубине резания 1,5 мм и подаче 0,25 мм/об (см. стандарт NF ISO 3685).

Термическая обработка

Отжиг: Для снижения механических свойств UGIMA® 4005 проведите термическую обработку в течение нескольких часов при 745–825 °C с последующим медленным охлаждением в воздухе.

Закалка: Для закалки UGIMA® 4005 проведите термическую обработку при 950–1000 °C с последующим охлаждением в воздухе или масле.

Отпуск: Выбор температуры отпуска зависит от требуемых механических свойств (см. график ниже). Лучше избегать температур между 400 и 550 °C, которые вызывают снижение вязкости.

Горячая деформация

Ковка: UGIMA® 4005 можно ковать, но она не подходит для серьезных операций упрочнения. Рекомендуются следующие условия ковки:

• Температура нагрева между 1150 °C и 1220 °C
• Температура ковки между 950 °C и 1220 °C
• Медленное охлаждение после ковки (печь или вермикулит)

Доступная продукция

Продукт	Форма	Отделка	Толеранс	Размеры (мм)
Прутки	Круглый	Горячекатаный – очищенный от шлака	k13	22–77 (каждый мм) 80–115 (каждые 5 мм)
		Холододелованный – точеный	h11 – h10	22–115
		Холододелованный – точеный и полированный	h11 – h10 h9	22–115 22–55
		Шлифованный	h9 – h8 – h7	22–115
		Холододелованный – волоченый	h9	5–30
	Шестигранный	Холододелованный – волоченый	h11	3–55

Другие отделки, толерансы, размеры, профили — по запросу

Поверхностная обработка

Возможные поверхностные обработки те же, что и для стандартной 1.4005, такой как UGI 4005.

Сварка

Как стандартная 1.4005 типа UGI 4005, UGIMA® 4005 сваривается большинством дуговых процессов (GMAW, GTAW с наполнителем или без, SMAW, SAW…), лазером, сваркой сопротивлением (точечной или шовной), трением или электронным лучом…

Благодаря мартенситной структуре «как сваренной» в сваренном металле (WM) так же, как в зоне термического влияния (ЗТВ) [при сварке без наполнителя], UGIMA® 4005, как и стандартная 1.4005, не подвержена явлению межкристаллитной коррозии из-за выделения хромистых карбидов и дехромизации границ зерен.

В GMAW и GTAW защитный газ не должен содержать азота, ни водорода, чтобы избежать увеличения риска водородного обесчеливания, типичного для мартенситных марок. По той же причине, в SMAW электроды должны быть сушены в печи (для устранения остаточной воды в обмотке электродов, которая может увеличить содержание водорода в шве).

Благодаря довольно низкому содержанию углерода, UGIMA® 4005 может быть дугово-сварена без предварительного нагрева деталей. Однако отпуск между 200 и 300 °C необходим в большинстве случаев для улучшения вязкости ЗТВ (и WM в случае сварки без наполнителя или с однородным наполнителем). С однородным наполнителем термические обработки между 300 и 550 °C запрещены, чтобы избежать выделения тонких карбидов, вызывающих обесчеливание ЗТВ и WM.

В случае аустенитного наполнителя (309L, 308L…), термическая обработка между 200 и 300 °C также может использоваться для улучшения вязкости ЗТВ. Термические обработки при более высоких температурах запрещены, чтобы избежать рисков миграции углерода из ЗТВ в WM, что могло бы вызвать снижение коррозионной стойкости WM.