UGI® 4062 固溶退火弹簧线材 — 耐用、耐腐蚀的双相不锈钢
产品概述
UGI® 4062 是一种奥氏体-铁素体(双相)不锈钢,含铬至少 22%、镍 2%,专门设计作为 1.4301/1.4307 (AISI 304/304L) 及 1.4310 (AISI 302/301) 等级的经济型替代材料。该钢种具备高力学性能,其耐腐蚀性能与 1.4301/1.4310 相当。
冲击韧性提示: 因含部分铁素体,该钢种存在延性-脆性转变温度,大尺寸棒材在低温环境下使用受限。
经 980–1050 °C 固溶退火(水、油或风冷)后,UGI® 4062 由大致等量的铁素体和奥氏体组成,呈部分铁磁性(可被磁化)。强冷变形(如拉拔)会使部分奥氏体转变为马氏体,磁性增强。不建议在 300 °C 以上使用,以保持全部性能(详见热加工章节)。
物理性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.8 g/cm³ |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 20 °C | 200 GPa | |
| 100 °C | 194 GPa | ||
| 200 °C | 186 GPa | ||
| 300 °C | 180 GPa | ||
| 抗拉强度 | — | 1200–2500 MPa | 符合 EN 10270-3 弹簧应用标准 |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | — | 13.0 × 10⁻⁶ 1/K | 20–100 °C |
| — | 13.5 × 10⁻⁶ 1/K | 20–200 °C | |
| — | 14.0 × 10⁻⁶ 1/K | 20–300 °C | |
| 比热容 | 20 °C | 500 J/(kg·K) | |
| 100 °C | 530 J/(kg·K) | ||
| 200 °C | 560 J/(kg·K) | ||
| 300 °C | 590 J/(kg·K) | ||
| 热导率 | 20 °C | 15 W/(m·K) | |
| 100 °C | 16 W/(m·K) | ||
| 200 °C | 17 W/(m·K) | ||
| 300 °C | 18 W/(m·K) |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20 °C | 0.80 µΩ·m |
| 100 °C | 0.85 µΩ·m | |
| 200 °C | 0.90 µΩ·m | |
| 300 °C | 1.00 µΩ·m |
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量 | 备注 |
|---|---|---|
| 碳 (C) | 0.03 | 最大值 |
| 铬 (Cr) | 22.0–23.8 | |
| 铜 (Cu) | 0.5 | 最大值 |
| 锰 (Mn) | 2.0 | 最大值 |
| 钼 (Mo) | 0.45 | 最大值 |
| 镍 (Ni) | 2.0–2.8 | |
| 氮 (N) | 0.16–0.26 | |
| 磷 (P) | 0.04 | 最大值 |
| 硅 (Si) | 1.0 | 最大值 |
| 硫 (S) | 0.01 | 最大值 |
工艺性能与应用
应用领域
可替代 1.4301 (304)、1.4307 (304L)、1.4310 (302/301) 用于:成型、冷弯型材、点焊组件、编织/弹簧、过滤、脱碳、螺纹杆、轴、锻件、钢结构、混凝土加固框架等。
冷成形
适用常规冷加工工艺。冷加工硬化程度高于 1.4301 (304),接近 1.4310 (302)。约 40% 冷变形后奥氏体逐渐转变为马氏体,磁性增加。950–1050 °C 固溶处理可恢复延展性。
- 拉拔: 典型加工硬化曲线见数据表图表。
- 弯曲/成形: 2D 状态冷拔线材适合弯曲。10 mm 线材可 180° 弯曲至 2.5 倍直径半径,表面质量优于 1.4307 (304L)。
- 弹簧制造: 冷加工硬化线材可制弹簧,刚度比 1.4310 高 20–25%。成型后建议 450–480 °C 稳定化处理 5 分钟,可获得 20–300 °C 更好的抗松弛性能。
耐腐蚀性能
- 均匀腐蚀: 在 2 mol/L 硫酸、23 °C 加速测试中,溶解电流密度与 1.4301 相当。
- 点蚀: PREN 指数约 27 (1.4301 约 20)。中性盐雾测试 (ASTM B117) 中,1.4301 1000 h 出现点蚀,UGI® 4062 达 2000 h。点蚀电位测试中表现优于 1.4301。
- 缝隙腐蚀: 去钝化 pH 值更低,抗缝隙腐蚀优于 1.4301。
- 晶间腐蚀: 通过 Strauss 试验 (ASTM A262 E)。
- 应力腐蚀开裂: EFC 17 介质 (165 g/L NaCl, pH 4.5, 80 °C, H₂S 0.05–0.5 bar) 中,100% Rp0.2 应力下 720 h 无裂纹。
加工性能
车削: 刀具磨损 (Vb15/0.15) 与 1.4301 相当,但切屑断裂性较差,可能需调整刀具几何参数以维持生产效率。
热处理
固溶退火:950–1050 °C 保温 30–60 分钟,快速冷却,可降低硬度、恢复延展性。
热加工
1000–1200 °C 可锻性良好。建议 1150–1200 °C 加热,锻后油/水快冷,避免 850–400 °C 脆性析出。因此不建议 300 °C 以上长期服役。
- 钻削: 4 mm HSS 钻头无内冷,最大切屑流量比 1.4301 高 40%;6 mm 涂层硬质合金钻头内冷,高出 25%。
供货规格
| 产品 | 表面状态 | 公差 | 尺寸范围 (mm) |
|---|---|---|---|
| 棒材 | 冷拔 | h9 | 5.0–28 |
| 线材 | — | — | 5.5–32 |
| 拉拔丝 | — | — | 0.2–10 |
| 棒材 | 冷加工 (机加工) | h9 | 20–120 |
其他规格请咨询供应商。扁平产品请联系 Insdusteel Arcelor Mittal 集团。
表面处理
酸洗/钝化/电解抛光:参考 1.4301 奥氏体不锈钢工艺,需根据具体情况调整(请咨询)。
焊接
可采用摩擦焊、电阻焊、熔化极/非熔化极电弧焊 (MIG、TIG、药皮焊条、等离子、药芯焊丝)、激光/电子束焊等。无钼设计避免焊接时 σ 相析出,焊接性接近 1.4307 (304L),抗热裂性更好。
建议: 为优化焊缝冲击韧性,焊接线能量应足够高,使熔合区 (WMZ) 与热影响区 (HAZ) 铁素体含量 < 70%。常用填充材料:ER2307/23.7NL/A35N、ER2209/22.9.3NL/A45N、ER309LSi/23.12LSi/A309LM。不推荐预热,焊后一般不热处理,必要时 >950 °C 淬火。
金属
- UGIPURE® 4472 —— 手术植入用固溶退火氮合金不锈钢
- 高性能钼丝:退火电解抛光,卓越热学与力学性能
- 优质钼丝:退火酸洗,卓越热学与力学性能
- UGI® HT286 退火态:适用于极低温至 700°C 的高性能奥氏体合金
- UGI® 4116N 退火不锈钢:高硬度与耐腐蚀的平衡之选
- UGIMA®-X 4305:优质固溶退火不锈钢,卓越切削加工性
- UGI® 316Ti —— 钛稳定化高温奥氏体不锈钢,固溶退火态
- UGI® 4362 固溶退火棒材、热轧棒材、车光棒材及盘条 — 高强度与耐腐蚀兼备
- UGI® 4362 弹簧钢丝 — 卓越耐腐蚀与机械强度
- UGI® 4545 AIR 空冷退火 — 航空航天级沉淀硬化不锈钢
- UGIPERM® 12FM 易切削铁素体不锈钢:高磁导率、低矫顽力、解析态供货
- UGI® 446 退火态高铬铁素体不锈钢:耐 800–1150°C 高温氧化、玻璃金属封接用钢