UGIMA® 4598: Улучшенная обрабатываемость и коррозионная стойкость холоднокатаной нержавейки

UGIMA® 4598 — это аустенитная нержавеющая сталь на базе типа 1.4404 (316L), легированная серой (>0,1%) и медью (1,5%) для значительного повышения обрабатываемости на станках. Дополнительно сталь проходит уникальный процесс UGIMA®, гарантирующий ещё более высокую обрабатываемость. Добавление меди частично компенсирует снижение коррозионной стойкости, которое обычно сопутствует повышению содержания серы.

Микроструктура и магнитные свойства

В поставляемом состоянии микроструктура UGIMA® 4598 представляет собой аустенит с вытянутыми сульфидами в направлении горячей прокатки и следами остаточного феррита (<1%). Из-за наличия феррита (≤1%) и, в сильно охлаждённых продуктах, деформационного мартенсита, сталь может проявлять слабый остаточный ферромагнетизм.

Основные свойства

Общие физические свойства

Свойство	Значение
Плотность	8 г/см³

Механические свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Ударная вязкость (Charpy, V-образная засечка)	—	100 Дж	мин.
Модуль упругости	20 °C	200 ГПа	—
	100 °C	194 ГПа	—
	200 °C	186 ГПа	—
	300 °C	179 ГПа	—
	400 °C	172 ГПа	—
	500 °C	165 ГПа	—
Относительное удлинение	—	15,0–25,0 %	мин., зависит от размера
Предел прочности при растяжении	—	500–930 МПа	мин., зависит от размера

Тепловые свойства

Свойство	Значение	Диапазон/Комментарий
Коэффициент линейного теплового расширения	16,5×10⁻⁶ 1/K	20–100 °C
	17,3×10⁻⁶ 1/K	20–200 °C
	17,7×10⁻⁶ 1/K	20–300 °C
	18,1×10⁻⁶ 1/K	20–400 °C
	18,4×10⁻⁶ 1/K	20–500 °C
Удельная теплоёмкость	500 Дж/(кг·К)	—
Теплопроводность	15 Вт/(м·К)	—

Электрические свойства

Свойство	Значение
Удельное электрическое сопротивление	7×10⁻¹⁰ Ом·м

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод (C)	0,03	макс.
Хром (Cr)	16,5–18,5%	—
Медь (Cu)	1,3–1,8%	—
Марганец (Mn)	2,0	макс.
Молибден (Mo)	2,0–2,5%	—
Никель (Ni)	11,0–13,0%	—
Фосфор (P)	0,04	макс.
Кремний (Si)	1,0	макс.
Сера (S)	0,10–0,18%	—

Технологические свойства

Сферы применения

• Электроника
• Приборы и датчики
• Прецизионная инженерия
• Автоматная токарная обработка

Холодная деформация

UGIMA® 4598 пригодна для холодной деформации обычными методами (холодная волочка, профилевание). Холодная деформация повышает механические свойства (σ_b и σ_0,2) и снижает пластичность. Для восстановления вязкости и снижения твердости применяется закалка с отпуском при 1020–1120 °C с быстрым охлаждением.

Важное преимущество: UGIMA® 4598 меньше подвержена закачению, чем стандартные стали типа 1.4404, благодаря большей стабильности по отношению к образованию деформационного мартенсита. При общей степени деформации 95% содержание мартенсита составляет менее 5%.

Коррозионная стойкость

Общая коррозия

В серной кислоте (2 моль/л, 23 °C) скорость коррозии UGIMA® 4598 в 3 раза выше, чем у UGIMA® 4404. Предельная допустимая потеря толщины 1 мм/год достигается примерно через 3 месяца. Применение в таких средах требует тщательной экспертизы.

Точечная коррозия

• В питьевой воде (600 ppm Cl⁻, нейтральный pH, комнатная температура) точечный потенциал UGIMA® 4598 и UGIMA® 4404 идентичен.
• В экстремально агрессивной среде (30 000 ppm Cl⁻, pH 7, 35 °C) точечный потенциал UGIMA® 4598 ниже, чем у UGIMA® 4404, но сравним с UGIMA® 4307.

По тесту в нейтральном солевом тумане (ISO 9227, 1000 ч) поверхности прутков UGIMA® 4598 и UGIMA® 4404 одинаковы. Сталь пригодна для пищевой промышленности, но не рекомендуется для морской среды.

Щелевая коррозия

В кислых средах (pH 1–4) с ионами хлора применение UGIMA® 4598 ограничено: пассивный слой растворяется при pH < 3,5, тогда как у UGIMA® 4404 — при pH < 2,5.

Обрабатываемость на станках — ключевое преимущество

Благодаря Cu, S и процессу UGIMA®, сталь значительно превосходит UGIMA® 4404HM и даже UGIMA® 4307HM по обрабатываемости: снижается износ режущего инструмента и улучшается ломкость стружки.

Токарная обработка (горячекатаные прутки)

• Производительность при равном износе инструмента выше на ~30% vs UGIMA® 4404HM, немного выше UGIMA® 4307HM.
• Ломкость стружки: +13 условий ломки из 56 vs UGIMA® 4404HM и +11 vs UGIMA® 4307HM.

Сверление (горячекатаные прутки)

Потенциальная производительность (макс. поток стружки) выше на 50–80% vs UGIMA® 4404HM.

Автоматная токарная обработка (холоднокатаные прутки, станок TORNOS SIGMA 32)

• Черновая токарка: +30% производительности vs UGIMA® 4404HM.
• Чистовая токарка: достигнут предел оборотов шпинделя (8000 об/мин), прирост ≥10% (реально выше, если бы не предел станка).
• Сверление твердосплавной сверла: макс. поток стружки выше на 45–90%.
• Перерезание: производительность в 2 раза выше (100% прирост) vs UGIMA® 4404HM.

Тепловая обработка

Закалка с отпуском (растворение): 1020–1120 °C, длительная выдержка, быстрое охлаждение воздухом или водой. Устраняет закачение, даёт минимальные механические свойства, максимальную вязкость и оптимальную коррозионную стойкость. Выполняется перед поставкой и после горячей/холодной деформации.

Горячая деформация (ковка)

Температура ковки: 950–1250 °C, оптимально 1050–1250 °C. Силы деформации значительно выше, чем для углеродистых сталей. Охлаждение воздухом или водой.

Доступные виды продукции

Продукт	Форма	Поверхность	Толеранс	Размеры (мм)
Горячекатаные, зашубленные прутки	Круглые	—	12–13	22–130
Холоднокатаные волоченые, точеные, шлифованные прутки	Круглые	—	6–11	2–130
Волоченые прутки	Шестигранные	—	11	3–60
Волоченная проволока	Круглые	—	—	—

Другие форматы — по запросу у поставщика.

Сварка

Сварка возможна большинством дуговых методов (MIG/TIG, с наполнителем и без, обмотанные электроды, плазма), лазером, контактно (точечно/шовно), трением, электронным пучком.

Важно: Высокая склонность к термическим трещинам требует минимизации линейной энергии сварки и ограничения лазерной сварки.

• Наполнительная проволока: рекомендуется UGIWELD™ 316LM (коррозионная стойкость шва ≥ базового металла).
• MIG: защитный газ Ar + 2–5% CO₂ или O₂. Часть Ar можно заменить He (<20%), допускается добавление H₂. N₂ избегать — повышает риск трещин.
• TIG: чистый Ar. Аналогично MIG: He <20%, H₂ допускается, N₂ исключить.