UGIMA® 4005 QT650: Мартенситная нержавейка с превосходной обрабатываемостью

UGIMA® 4005 — мартенситная нержавеющая сталь с 12–14% хрома. Благодаря патентованному процессу UGIMA® (контроль оксидных включений) обрабатываемость повышена на 15–30% по сравнению со стандартным аналогом UGI 4005. Остальные свойства (холодная деформация, сварка, коррозионная стойкость) сохранены.

Сталь поставляется преимущественно в состоянии QT650 (закалка + высокотемпературный отпуск) для оптимальной обрабатываемости. Микроструктура: revenированный мартенсит с многочисленными сульфидами, вытянутыми в направлении горячей прокатки.

Основные свойства

Общие физические свойства

Свойство	Значение
Плотность	7,7 г/см³

Механические свойства (состояние QT650)

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	—	8%	мин., зависит от размера
Твердость по Бринеллю	—	280 HB	макс., зависит от размера
Предел прочности при растяжении	—	650–1000 МПа	зависит от размера

Тепловые свойства

Свойство	Значение	Диапазон/Комментарий
Коэф. линейного теплового расширения	10,5×10⁻⁶ 1/K	20–100 °C
	11×10⁻⁶ 1/K	20–200 °C
	11,5×10⁻⁶ 1/K	20–300 °C
	12×10⁻⁶ 1/K	20–400 °C
Удельная теплоёмкость	460 Дж/(кг·К)	—
Теплопроводность	30 Вт/(м·К)	—

Электрические свойства

Свойство	Значение
Удельное электрическое сопротивление	6×10⁻⁷ Ом·м

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод (C)	0,06–0,15%	—
Хром (Cr)	12,0–14,0%	—
Марганец (Mn)	1,5	макс.
Молибден (Mo)	0,06	макс.
Фосфор (P)	0,04	макс.
Кремний (Si)	1,0	макс.
Сера (S)	0,15–0,35%	—

Технологические свойства

Сферы применения

• Массовое автоматное токарное дело (огромные партии деталей)
• Процессуальная промышленность: соединители, крепеж
• Автопром: форсунки топливного впрыска
• Магнитные приложения в отожженном состоянии (электромагнитные клапаны)

Применяется, когда критична обрабатываемость, а коррозионная стойкость — не решающий фактор.

Коррозионная стойкость

Соответствует стандартному UGI 4005. Рекомендуется хранение в сухом месте. Точечная коррозия: в слабом растворе NaCl (0,002 М, 116 мг/л, pH 6,6, 23 °C) точечный потенциал сильно разбросан, чуть больше, чем у базовой марки.

Обрабатываемость — главное преимущество

Контроль оксидных включений даёт отличную обрабатываемость. При равных режимах износ инструмента значительно ниже vs стандартный 1.4005. Возможны большие приросты производительности без снижения ресурса реза.

Пример: износ задней поверхности реза (VB15/0,15) при токарке без СОЖ (горячекатаные прутки)

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

Прирост скорости резания ~30–45% при том же износе.

Тепловая обработка

• Отжиг (мягчение): 745–825 °C, несколько часов, медленное охлаждение воздухом.
• Закалка: 950–1000 °C, охлаждение воздухом или маслом.
• Отпуск: температура подбирается по требуемым механическим свойствам. Избегать 400–550 °C — зона ломкости (снижение вязкости).

Горячая деформация (ковка)

Ковка возможна, но не для сильных упругих деформаций. Рекомендуемые режимы:

• Нагрев: 1150–1220 °C
• Ковка: 950–1220 °C
• Охлаждение после ковки: медленное (печь или вермикулит)

Доступные виды продукции (прутки)

Продукт	Форма	Поверхность	Толеранс	Размеры (мм)
Прутки	Круглые	Горячекатаные, зашубленные	k13	22–77 (шаг 1 мм), 80–115 (шаг 5 мм)
		Холоднообработанные, точеные	h11–h10	22–115
		Холоднообработанные, точеные и полированные	h11–h10, h9	22–115, 22–55
		Шлифованные	h9–h8–h7	22–115
		Холоднообработанные, волоченые	h9	5–30
	Шестигранные	Холоднообработанные, волоченые	h11	3–55

Другие исполнения, допуски, размеры, профили — на заказ.

Поверхностная обработка

Аналогична стандартной стали 1.4005 (UGI 4005).

Сварка

Сварка большинством дуговых методов (GMAW, GTAW с/без наполнителя, SMAW, SAW), лазером, контактно, трением, электронным пучком.

Мартенситная структура «как сваривано» в шве и ЗТВ (при сварке без наполнителя) исключает интеркристаллитную коррозию от выделения карбидов хрома.

• GMAW/GTAW: защитный газ без N₂ и H₂ (риск водородной ломкости, типичной для мартенситных сталей).
• SMAW: электроды должны быть сушены (удаление влаги из обкладки = источник водорода).
• Благодаря низкому углероду предварительный нагрев не требуется. Но обычно нужен отпуск 200–300 °C для повышения вязкости ЗТВ (и шва при однородном наполнителе).
• При однородном наполнителе: запрещены термообработки 300–550 °C (тонкодисперсные карбиды → ломкость ЗТВ и шва).
• При аустенитном наполнителе (309L, 308L): отпуск 200–300 °C допустим для вязкости ЗТБ. Более высокие температуры запрещены — риск миграции углерода из ЗТВ в шов → падение коррозионной стойкости шва.