UGIMA® 4362: Дуплексная нержавейка с улучшенной обрабатываемостью на станках

UGIMA® 4362 — аустено-ферритная (дуплекс) сталь с обрабатываемостью выше стандартного 1.4362 (UGI® 4362) за счёт меньшего износа реза и лучшей ломкости стружки. Соответствует EN 10088-3 для 1.4362, сохраняя все преимущества UGI 4362:

• Механические свойства (Rm, Rp0.2) выше стандартного 1.4404 (316L) и даже 1.4406 (316LN).
• Коррозионная стойкость ≥ стандартного 1.4404 (316L).

На прутках предел прочности и текучести значительно выше 1.4404. Как частично ферритная марка, имеет температуру дуктилно-ломкого перехода, ограничивающую применение крупных сечений при низких температурах.

Химический состав оптимизирован для двухфазной структуры (45–70% феррита) после закалки с отпуском 950–1050 °C + быстрое охлаждение. Низкое содержание Mo делает сталь менее чувствительной к σ-фазе и X-фазе, чем 1.4462: σ-фаза появляется только после выдержки 20 ч при 700 °C. Однако α'-фаза (350–550 °C) может вызывать ломкость. Максимальная рабочая температура — 300 °C.

Основные свойства

Общие физические свойства

Свойство	Значение
Плотность	7,8 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	180 ГПа	—
Относительное удлинение	—	25%	мин.
Твердость по Бринеллю	—	260 HB	макс.
Предел прочности при растяжении	—	600–830 МПа	мин.

Тепловые свойства

Свойство	Температура	Значение	Комментарий
Коэф. линейного теплового расширения	20 °C	13×10⁻⁶ 1/K	20–100 °C
	20 °C	13,5×10⁻⁶ 1/K	20–200 °C
	20 °C	14×10⁻⁶ 1/K	20–300 °C
Удельная теплоёмкость	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 свойства

Свойство	Температура	Значение
Удельное 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 (масс.%)

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод (C)	0,03	макс.
Хром (Cr)	22,0–24,0%	—
Медь (Cu)	0,1–0,6%	—
Марганец (Mn)	2,0	макс.
Молибден (Mo)	0,1–0,6%	—
Никель (Ni)	3,5–5,5%	—
Азот (N)	0,05–0,20%	—
Фосфор (P)	0,035	макс.
Кремний (Si)	1,0	макс.
Сера (S)	0,015	макс.

Технологические свойства

Сферы применения и ограничения

Вообще — везде, где применяется 1.4404 (316L): энергетика, процессуальная промышленность, строительство, пищевая и сельхозпромышленность.

Ограничения:

• Криогенные приложения (недостаточная вязкость)
• Рабочая температура >300 °C (риск долговременной ломкости)

При сомнениях — консультация у поставщика.

Коррозионная стойкость

UGIMA® 4362 заменяет 1.4404 в большинстве применений: строительство в морской/городской атмосфере, целлюлозное и химическое производство.

Точечная коррозия

Оценка по NF ISO 15158: точечный потенциал в mV/SCE. Испытание: образец из волоченого прутка Ø15–22 мм, шлифовка SiC1200, 0,86 моль/л NaCl (30,4 г/л Cl⁻), 35 °C, нейтральный pH (среда ISO 9227).

Стойкость UGIMA® 4362 = UGIMA® 4404 и значительно лучше некоторых стандартных 1.4404. Для экстремально агрессивных сред (море, чистящие средства) — консультация у поставщика.

Коррозия под напряжением

Тесты в хлоридной среде (pH 7, 8 ppm O₂), напряжение < σ_0.2, >1000 ч. UGIMA® 4362 лучше стандартного 1.4404. Применима до 130 °C без риска коррозии под напряжением (для 1.4404 лимит ~50 °C).

Обрабатываемость — детальное сравнение

Горячекатаные прутки

Токарка (VB15/0.15 — износ реза, грубая токарка): доступные режимы резания UGIMA® 4362 в среднем на 6,5% выше стандартного 1.4362 (UGI 4362), превосходит стандартный 1.4404 (UGI 4404) и близка к UGIMA® 4404HM. Средние значения по двум резам CNMG 120408 — на диаграммах.

Ломкость стружки (CBZ — зоны ломания стружки): число режимов с короткой стружкой значительно выше vs UGI 4362, достигает уровня UGI 4404, но ниже UGIMA® 4404HM. Диаграммы: число режимов с короткой/средней/длинной стружкой для двух резов и каждой марки.

Сверление: тесты сверлами 4 мм Р6М5 без ЦОЖ и 6 мм твердосплавными цельными с ЦОЖ (15 бар). Определялся макс. поток стружки (кол-во отверстий до замены: 1140 для Р6М5, 516 для твердого сплава).

• Р6М5 без ЦОЖ: UGIMA® 4362 > UGI 4362 и UGI 4404, ≈ UGIMA® 4404HM (широкая оптимальная зона).
• Твердый сплав с ЦОЖ: UGIMA® 4362 ≈ UGI 4404, но значительно ниже UGIMA® 4404HM.

Холоднокатаные прутки (автоматная токарка, TORNOS SIGMA 32)

Примечание: UGI 4362 так плохо ломает стружку, что достоверные результаты для большинства операций получить невозможно.

• Токарка (VB15/0.25, рез CCMT 09T308): UGIMA® 4362 выше UGI 4404 на ~6%, но ниже UGIMA® 4404HM на 14%.
• Осевое сверление (твердый сплав, ЦОЖ, 1000 отв. до 4D): макс. поток стружки = UGI 4404, на 10% ниже UGIMA® 4404HM.
• Перерезание (G96, 60 м/мин, 1000 перерезов без смены реза): UGIMA® 4362 значительно лучше UGI 4404 и на уровне UGIMA® 4404HM.

Тепловая обработка

Закалка с отпуском: 950–1050 °C, быстрое охлаждение воздухом или водой. Восстанавливает вязкость после горячей/холодной деформации.

Горячая деформация (ковка)

Ковка 950–1250 °C. Ковкоспособность удовлетворительная, ниже аустенитных (1.4301, 1.4404). Горячая пластичность лучше при высоких T (больше феррит). Механическая прочность в диапазоне ковки ниже аустенитных — меньшие нагрузки на инструмент, иногда нужны меры против ползания. Охлаждение после ковки достаточно быстро (<900 °C) для предотвращения σ-фазы (воздух/вода). При этих условиях закалка с отпуском не обязательна. Температура окончания ковки ~900–950 °C даёт закаченную структуру с повышенными Rm, Rp0.2.

Доступные виды продукции

Продукт	Форма	Поверхность	Толеранс	Размеры (мм)
Горячекатаные прутки	Круглые	Горячекатаные, зашубленные	13	22–120
Холоднокатаные прутки	Круглые	Волоченые / Точеные / Шлифованные	H9 / H10 / H9	5–28 / 22–70 / 22–120

Другие продукты и размеры — по запросу.

Сварка

Аналогично UGI 4362: трение, контакт, дуга с/без наполнителя (MIG, TIG, обмотанные, плазма, под флюсом), лазер, электронный пучок.

Благодаря отсутствию Mo — нет значимого риска σ-фазы при сварке, в отличие от других дуплексов. Сварка легче, чем для аустенитных 304L/316L, даже меньше склонность к термическим трещинам.

Для оптимальной вязкости шва — максимизировать линейную энергию (ограничивает феррит в зоне шва и ЗТВ).

Наполнительные проволоки (по требуемым свойствам шва):

• ER 2307 / 23.7NL / UGIWELD® 23.7NL
• ER 2209 / 22.9.3NL / UGIWELD® 45N
• ER 309LSi / 23.12LSi / UGIWELD® 309LM

Предварительный нагрев не рекомендуется. Послесварочная термообработка не применяется (кроме закалки с отпуском при необходимости).