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UGIMA® 4541 加工硬化型不锈钢:卓越耐腐蚀与切削性能

产品概述

UGIMA® 4541 以钛为稳定化元素,有效防止高温使用时铬碳化物析出,其核心优势在于优异的抗晶间腐蚀能力。力学性能优于 1.4307 (304L)。该钢种专为切削加工和棒材车削设计,可大幅提升这些工序的生产率。同时具备优秀的抗氧化、耐腐蚀性能及良好的蠕变行为,特别推荐用于连续或循环工作温度 400–850°C 的耐热场合。

主要性能参数

一般物理性能

性能数值
密度7.9 g/cm³

力学性能

性能温度数值备注
弹性模量20 °C200 GPa
100 °C194 GPa
200 °C186 GPa
300 °C180 GPa
400 °C172 GPa
500 °C165 GPa
断后伸长率–25–30 %最小值,视规格而定
抗拉强度–500–950 MPa最小值,视规格而定

热学性能

性能数值备注
线膨胀系数16.0×10⁻⁶ 1/K20–100°C
16.5×10⁻⁶ 1/K20–200°C
17.0×10⁻⁶ 1/K20–300°C
17.5×10⁻⁶ 1/K20–400°C
18.0×10⁻⁶ 1/K20–500°C
比热容500 J/(kg·K)
热导率15 W/(m·K)

电学性能

性能数值
电阻率7.3×10⁻⁷ Ω·m

化学成分 (质量分数, %)

元素含量备注
碳 (C)≤0.08最大值
铬 (Cr)17.0–19.0
锰 (Mn)≤2.0最大值
钼 (Mo)≤0.5最大值
镍 (Ni)9.0–12.0
磷 (P)≤0.045最大值
硅 (Si)≤1.0最大值
硫 (S)≤0.03最大值
钛 (Ti)≤0.70最大值,最小值:5×(C+N)%

工艺性能与应用

典型应用领域

耐腐蚀性能

在自然环境(饮用水、农村/城市大气)及食品加工环境中耐腐蚀性优异(个别介质如白葡萄酒、芥末酱需谨慎)。焊接后仍保持抗晶间腐蚀能力,符合 ASTM A262 Practice E 标准。

在矿物酸和有机酸(如硝酸)中表现良好;用于磷酸、硫酸等酸类时需采取防护措施。

盐雾试验(ISO 9227)结果受零件几何形状、表面粗糙度、污染等因素影响大,建议成品实测。

高温化学耐受性(连续使用极限温度,需结合具体气氛及热机械应力综合判定):

气氛类型极限温度
氧化性气氛850°C
含硫氧化性气氛750°C

切削加工性能

UGIMA® 4541 不仅降低刀具磨损(车削生产率潜力提升),还改善断屑性(碎屑切削条件增加)。在 TORNOS SIGMA 32 自动车床上对比标准 UGI 4541(生产 1000 件无需换刀):

工序刀具UGI 4541UGIMA® 4541
粗车SECO TM2000 CCMT 09T308-F2Vc=170, ap=2, f=0.30Vc=190, ap=2, f=0.30
精车SECO TM2000 CCMT 09T304-F1Vc=240, ap=0.5, f=0.10Vc=250, ap=0.5, f=0.10
轴向钻削GÜHRING RT100F 6mm DK460UFVc=70, f=0.10Vc=80, f=0.10
ISCAR IC908 9.9mm ICM099Vc=120, f=0.15Vc=130, f=0.15
切断SANDVIK 2135 N132E2-0300-0002-CMVc=60, f=0.06/0.03Vc=60, f=0.06/0.03

生产率提升可超 10%。切断工序受限于机床主轴功率,未体现差异。

热处理

固溶退火:1000–1100°C 保温后空冷或水冷,消除加工硬化,获得最低力学性能。

热加工

950–1250°C 可锻造,无需特殊预防。奥氏体钢变形阻力远大于碳钢。锻后可空冷或水冷。

供货形式

产品截面公差等级尺寸范围 (mm)
热轧去鳞棒材圆棒12–13 级22–130
冷加工拉拔/车光/磨光棒材圆棒6–11 级2–130
冷拔棒材六角棒11 级3–60

其他规格请联系供应商。

表面处理

适用于奥氏体不锈钢的常规表面处理工艺均适用于 UGIMA® 4541。

焊接工艺

可采用所有电弧焊工艺(MIG、TIG、药皮焊条、埋弧焊等)、电阻焊、摩擦焊、电子束焊、激光焊。尽管硫含量略高于 UGI 4541,但电弧焊和激光焊的热裂倾向未增加。

金属

  1. AgCu20 合金:23°C 下全面力学与热学性能
  2. PtNi10 铂镍合金 — 高强度高温电接触材料
  3. AA 201.0 T4 铸造铝合金 – 关键力学与热学性能
  4. DIN 17440 X8CrNiS18-9:食品化妆化工用易切削奥氏体不锈钢
  5. UGI® HT286 合金 - 退火与冷拔态高性能应用
  6. UGI® HT286:高性能奥氏体合金——退火、冷拔与时效处理
  7. EN 10139 DC01 C290 冷轧钢 —— 汽车与工业用加工硬化钢
  8. EN 10139 DC01 C390 冷轧钢 —— 高硬度加工硬化钢用于汽车与工业
  9. EN 10139 DC01 C490 冷轧钢 —— 高硬度加工硬化钢用于汽车与工业
  10. EN 10139 DC01 C590 冷轧钢 —— 超高硬度加工硬化钢用于汽车与家电
  11. UGIMA® 4571 退火态:超卓切削加工性奥氏体不锈钢
  12. UGIMA® 4571 加工硬化态:超卓切削加工性与高生产率