UGI® 4542: Высокопрочная мартенситная нержавеющая сталь с превосходной коррозионной стойкостью

UGI® 4542 — это мартенситная нержавеющая сталь закаливания выделением (PH — Precipitation Hardening), применяемая для деталей, требующих сочетания высокой прочности, высокой вязкости и хорошей коррозионной стойкости.

Уникальные особенности

• Коррозионная стойкость сравнима с оксенитными сталями 1.4301/1.4307 (304/304L).
• Широкий диапазон механических свойств после термообработки: от высокой прочности на разрыв до высокой ударной вязкости.
• Микроструктура — мартенсит с ферритными нитями. В зависимости от состояния возможны остаточный оксенит и медные выделения.
• Ферромагнитная марка; свойства зависят от термического состояния (термообработки).

Свойства материала

Общие

Свойство	Значение
Плотность	7,75 г/см³

Механические (в поставляемом состоянии, макс. по стандартам)

Свойство	Значение	Комментарий
Модуль упругости	197 ГПа
Твердость по Бринеллю	363 HB	макс., EN 10088-3
Твердость по Роквеллу C	38 HRC	макс., ASTM A564
Предел прочности при растяжении	1200 МПа	макс., ASTM A564, EN 10088-3

Тепловые

Свойство	Значение
Коэффициент теплового расширения	1,08·10⁻⁵ 1/К
Теплопроводность	17 Вт/(м·К)

Электрические

Свойство	Значение
Удельное электрическое сопротивление	7,7·10⁻⁸ Ом·м

Магнитные

Свойство	Значение	Комментарий
Коэрцитивная сила	3420 А/м
Относительная магнитная проницаемость	38	при 200 и 100 Эрсте
	59	при 200 и 100 Эрсте

Химический состав

Элемент	Содержание, %	Примечание
Углерод	0,06	макс.
Хром	15,0 – 16,5
Медь	3,0 – 4,0
Марганец	1,0	макс.
Молибден	0,5	макс.
Никель	4,0 – 5,0
Ниобий	0,45	макс., мин: 5×C
Фосфор	0,03	макс.
Кремний	0,60	макс.
Сера	0,03	макс.

Технологические свойства

Области применения

• Судостроение отдыха (валы винтов, арматура)
• Пищевая промышленность (транспортное и перерабатывающее оборудование)
• Энергетика (атомные станции)
• Строительство и автомобилестроение

Коррозионные свойства

Отличная стойкость, аналогичная 18%Cr-8%Ni оксенитным сталям в большинстве сред. Невосприимчива к межкристаллитной коррозии, высокая стойкость к коррозионной усталости и коррозии под напряжением. Отличная эррозионная стойкость за счёт сочетания высоких механических свойств и коррозионной стойкости.

В сборках с менее благородными материалами (алюминий, обычная сталь) в атмосфере гальваническая коррозия не развивается без электролита. В «критических» случаях (морское применение, кратковременное погружение, застой жидкостей) эффективна изоляция инертным силиконовым уплотнителем.

Рекомендуемая деконтаминация/пассивация:

• 1 об. азотной кислоты 52% (36° Боме)
• 1 об. воды
• Комнатная температура
• Короткая длительность
• Тщательная промывка

Таблица поведения в средах:

Среда	Поведение
Азотная кислота	Хорошо
Ортофосфорная кислота	Ограниченное применение
Сернистая кислота	Ограниченное применение
Уксусная кислота	Средне
Натрий карбонат	Средне
NaCl (соленый туман)	Хорошо
Влажность	Отлично
Морская вода	Ограниченное применение
Нефть/газ	Ограниченное применение

Термообработка (по ASTM A564/A564M и EN 10088-3)

Отжиг: 1030–1050 °C → мягкий мартенсит ~35 HRC. После отжига рекомендуется «расширение» 1–2 часа при 250–300 °C (без существенного влияния на механику).

Закаливание выделением (среднетемпературное): после отжига. Макс. твердость ~42 HRC (ударная вязкость ~3 дЖ/см²) — отпуск ~480 °C (1 час).

Отпуск (смягчение): 550–760 °C по стандартам. Для повторного закаливания после смягчения — снова отжиг + среднетемпературное закаливание.

Отпущенные прутки пригодны для закаливания деталей. Детали из смягченных прутков требуют повторного отжига перед закаливанием.

Горячая деформация (ковка)

Пригодна для ковки. Нагрев 1150–1200 °C, ковка 1200–950 °C. Охлаждение в воздухе, воде или масле. Полученные детали могут использоваться:

• Отпущенные (с «расширением» 1–2 ч при 250–300 °C)
• Закаленные (опц. отжиг + отпуск 1 ч при 480 °C)
• Смягченные (опц. отжиг + отпуск по стандартам для нужного уровня свойств)

Доступная продукция (прутки круглого сечения)

Поверхность	Толеранс	Размер, мм
Гладкие токарные	k12 – k13	22 – 115
Снятые и полированные	h11 – h10 – h9	22 – 115
Центролистовые шлифованные	h9 – h8 – h7	5 – 115
Холодноделованые	h9	5 – 21

Сварка

Сварка возможна без предварительного нагрева: МИГ, ТИГ (с наплавкой и без), лазерная, контактная, электронно-лучевая.

Швы имеют отпущенную структуру; рекомендуется «расширение» 1–2 ч при 250–300 °C или закаливание/смягчение (см. выше).

При сварке без наплавки или с однородной наплавкой механические свойства шва могут соответствовать базовому металлу.

Конструкция сварных соединений должна учитывать высокую предельную прочность: избегать выемок и резких переходов сечения.

Наплавной материал (МИГ): защитный газ Ar+1%CO₂ или 1–2%O₂ (газы с H₂ и N₂ избегать). Проволока: ER308LSi (1.4316) или однородная 630 (17-4PH).