UGI® 4313 +QT700:适用于极端温度的高性能马氏体不锈钢
概述
UGI® 4313 是一种低碳镍合金马氏体不锈钢,结合了高力学性能、良好的冲击韧性以及优于传统高碳马氏体不锈钢的耐腐蚀性。其适用温度范围为 -60°C 至 +300°C。
在调质状态(淬火+回火)下,UGI® 4313 的显微组织为回火马氏体,可能含有微量铁素体和残留奥氏体。视回火温度而定,残留奥氏体含量可达约 15%。
UGI® 4313 具有铁磁性(可被磁铁吸引),无论其冶金状态如何。但其磁性能(磁导率、矫顽力、剩磁和饱和极化强度)取决于热处理条件。它是需要在机械强度、耐腐蚀性和磁性之间取得平衡的应用的理想选择,例如汽车燃油喷射器。更多信息请咨询供应商。
性能参数
一般性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.7 g/cm³ |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 夏比冲击能量 (V型缺口) | – | 70 J | – |
| 弹性模量 | 20 °C | 200 GPa | – |
| 弹性模量 | 100 °C | 195 GPa | – |
| 弹性模量 | 200 °C | 185 GPa | – |
| 弹性模量 | 300 °C | 170 GPa | – |
| 弹性模量 | 300 °C | 175 GPa | – |
| 断后伸长率 | – | 15 % | 最小值,直径 ≤ 160 mm |
| 抗拉强度 | – | 700 – 850 MPa | 直径 ≤ 160 mm |
热学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 10.5 × 10⁻⁶ 1/K | 20 至 100 °C |
| 热膨胀系数 | 10.9 × 10⁻⁶ 1/K | 20 至 200 °C |
| 热膨胀系数 | 11.3 × 10⁻⁶ 1/K | 20 至 300 °C |
| 热膨胀系数 | 11.6 × 10⁻⁶ 1/K | 20 至 400 °C |
| 比热容 | 430 J/(kg·K) | – |
电学性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 电阻率 | 6.0 × 10⁻⁷ Ω·m |
化学成分 (wt%)
| 元素 | 含量 | 备注 |
|---|---|---|
| 碳 (C) | 0.05 | 最大值 |
| 铬 (Cr) | 12.0 – 14.0 % | – |
| 锰 (Mn) | 1.5 | 最大值 |
| 钼 (Mo) | 0.30 – 0.70 % | – |
| 镍 (Ni) | 3.5 – 4.5 % | – |
| 氮 (N) | 0.02 % | 最大值 |
| 磷 (P) | 0.04 | 最大值 |
| 硅 (Si) | 0.70 | 最大值 |
| 硫 (S) | 0.015 | 最大值 |
工艺性能
应用领域
- 化工和石化工业用联轴器、泵、阀门及压缩机
- 航空航天、汽车及发动机应用(特别是喷射系统)
- 发电涡轮机部件
- 医疗器械
- 建筑结构
- 军工与国防应用
冷成形
拉拔、成型:UGI® 4313 适合采用常规方法进行冷加工。
耐腐蚀性能
点蚀耐受性:局部点蚀耐受性主要取决于钢种成分。按 PREN 点蚀指数(%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N)计算,UGI® 4313 平均 PREN 为 15,优于 AISI 420 系列(1.4034,PREN 约 13.5),但略低于 AISI 431 系列(1.4057,PREN 约 17)。因此,UGI® 4313 在中等腐蚀环境(氯离子 < 100 ppm)中表现良好。通过电解抛光等获得低粗糙度表面可进一步提高耐点蚀性能。
切削加工性
UGI® 4313 既可在退火态 (A) 下加工,也可在调质态 (QT) 下加工。退火态因力学性能低,易产生粘刀现象,加速刀具磨损并影响加工表面质量。调质态的刀具磨损随力学性能升高而加快,因此 QT700 状态在四种可供条件中切削加工性最佳。其加工性能与镍系马氏体钢 UGI® 4418 相似。如有具体需求,请联系技术支持部门。
热处理
退火: 600–650°C,空冷或炉冷,须在马氏体转变后进行。
淬火: 900–1150°C,空冷或油冷。
回火: 回火温度取决于所需力学性能。EN 10088-3 推荐:
• +QT700:双回火,650–700°C 及 600–620°C
• +QT780:单回火,550–620°C
• +QT900:单回火,520–580°C
热成形
建议加热至 1150–1200°C。热锻造温度范围 1200–900°C,锻后空冷。UGI® 4313 锻造行为类似 1.4301 型奥氏体钢。热成形后建议进行完整热处理(奥氏体化、淬火、回火)。
供货产品形式
| 产品 | 形状 | 表面 | 公差等级 | 尺寸 (mm) |
|---|---|---|---|---|
| 脱皮热轧棒 | 圆棒 | – | 12–13 | 22–115 |
| 冷加工棒材(拉拔、车削、磨削) | 圆棒 | – | 6–11 | 2–115 |
| 线材 | 圆棒 | 酸洗 | – | 5–32 |
其他规格请咨询供应商。
焊接性能
UGI® 4313 可采用电弧焊(GMAW、GTAW、SMAW 等)及大多数其他工艺(点焊、缝焊、激光焊等)焊接。得益于低碳和镍含量,其焊接性优于大多数马氏体不锈钢。低碳马氏体与细小分散的残留奥氏体使热影响区 (HAZ) 在焊后状态下具有良好冲击韧性,对冷裂纹不敏感,通常无需预热;仅当焊件极厚或形状导致高应力集中时,建议预热 100–200°C。
填充金属选择:若焊缝金属 (WM) 不需达到 UGI® 4313 同等力学性能,可用奥氏体填充丝(如 UGIWELD™ 316LM),焊后一般无需热处理。若 WM 需同等力学性能,应用同质填充丝,并建议焊后 540–580°C 回火。MIG 同质填充丝焊时,宜用弱氧化性保护气(Ar + 1–2% CO₂)以限制焊缝金属含氧量,保证冲击韧性。
金属
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