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UGIMA® 4541 退火态:耐晶间腐蚀高温奥氏体不锈钢

概述

UGIMA® 4541 的主要特性是耐晶间腐蚀。它以钛为稳定化元素,防止在高温使用时形成铬碳化物。该不锈钢的力学性能优于 1.4307。UGIMA® 4541 专为机加工和车削设计,可显著提高这些操作的生产率。它具有优异的抗氧化和耐腐蚀性能以及良好的蠕变性能,特别推荐用于连续或循环工作温度 400-850°C 的耐热应用。

性能参数

一般性能

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 °C 200 GPa
100 °C 194 GPa
200 °C 186 GPa
300 °C 180 GPa
400 °C 172 GPa
500 °C 165 GPa
延伸率 45 % 最小值
布氏硬度 215.0 最大值
抗拉强度 500.0 - 700.0 MPa

热学性能

性能 数值 备注
热膨胀系数 16.0×10⁻⁶ 1/K 20 至 100°C
热膨胀系数 16.5×10⁻⁶ 1/K 20 至 200°C
热膨胀系数 17.0×10⁻⁶ 1/K 20 至 300°C
热膨胀系数 17.5×10⁻⁶ 1/K 20 至 400°C
热膨胀系数 18.0×10⁻⁶ 1/K 20 至 500°C
比热容 500 J/(kg·K)
导热系数 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

元素 含量 备注
碳 0.08 最大值
铬 17.0 - 19.0 %
锰 2.0 最大值
钼 0.5 最大值
镍 9.0 - 12.0 %
磷 0.045 最大值
硅 1.0 最大值
硫 0.03 最大值
钛 0.70 最大值,最小值:5×(C+N)

工艺性能与应用

项目 详细信息
应用领域
  • 汽车:涡轮增压器、排气歧管、传感器支架
  • 航空:涡桨发动机、喷气发动机
  • 工艺、化工和石油行业:管件和膨胀节、高温设备部件、炉子、换热器
耐腐蚀性能

在自然环境(饮用水、农村和城市环境)及食品加工环境中具有优异耐腐蚀性(特定情况如白葡萄酒、芥末等需谨慎)。

UGIMA® 4541 即使焊接后也耐晶间腐蚀,符合 ASTM A262 Practice E 标准测试。

可用于矿物酸和有机酸(如硝酸),但在磷酸、硫酸等酸中使用需采取预防措施。

可进行盐雾测试(ISO 9227),但具体耐受小时数取决于零件几何形状、表面光洁度、污染情况等,成品可实验室测试。

高温化学耐受性:连续使用极限温度估算(需考虑具体气氛及热机械应力):

  • 氧化性气氛:850°C
  • 氧化性硫化气氛:750°C
一般加工性

UGIMA® 4541 不仅减少刀具磨损,还提供更好的断屑性。

车削:潜在生产率提升显著,断屑工况数量增加。

自动车床加工 (TORNOS SIGMA 32 测试):对比标准 UGI 4541,生产率提升超 10%。

操作 刀具 UGI 4541 UGIMA® 4541
粗车 (ap=2mm, f=0.30) SECO TM2000 CCMT 09T308-F2 Vc=170 m/min Vc=190 m/min
精车 (ap=0.5mm, f=0.10) SECO TM2000 CCMT 09T304-F1 Vc=240 m/min Vc=250 m/min
轴向钻削 GÜHRING RT100F 6mm DK460UF Vc=70, f=0.10 Vc=80, f=0.10
轴向钻削 ISCAR IC908 9.9mm ICM099 Vc=120, f=0.15 Vc=130, f=0.15
切断 SANDVIK 2135 N132E2-0300-0002-CM Vc=60, f=0.06/0.03 Vc=60, f=0.06/0.03
热处理 固溶退火:1000-1100°C 保温后空冷或水冷,消除加工硬化,获得最低力学性能水平。
热成形 950-1250°C 间可锻造,无需特殊预防。奥氏体钢变形力远高于碳钢。成件可空冷或水冷。
供货产品形式
产品 形状 公差等级 尺寸范围
热轧除鳞棒材 圆棒 12-13 22-130 mm
冷精整拉/车/磨光棒材 圆棒 6-11 2-130 mm
冷拔棒材 六角棒 11 3-60 mm

其他选项请联系供应商

表面处理 适用于奥氏体钢的常规条件均适用于 UGIMA® 4541。
焊接

UGIMA® 4541 可用所有电弧焊工艺(MIG、TIG、药皮焊条、埋弧焊等)、电阻焊(点/缝)、摩擦焊、电子束或激光焊焊接。

尽管硫含量略高于 UGI 4541,但得益于成分平衡,UGIMA® 4541 在电弧和激光焊接中无热裂倾向增加风险。

MIG 保护气:Ar(+He) 基础上含 2-3% CO₂ 或 O₂ 以稳定电弧;TIG 用纯 Ar(+He);如需可添加 H₂ 和 N₂。

若用填充金属,首选 ER347 焊丝,特别是高温使用的焊缝。

金属

  1. AgCu20 合金:23°C 下全面力学与热学性能
  2. PtW10 软退火铂钨合金 (+A):优质接触材料
  3. PtNi10 铂镍合金 — 高强度高温电接触材料
  4. PtIr10 铂铱合金 — 高强度高温生物相容材料
  5. AA 201.0 T4 铸造铝合金 – 关键力学与热学性能
  6. 软退火铱 (Ir) —— 高纯度、耐热的铂族金属
  7. 优质钼丝:退火酸洗,卓越热学与力学性能
  8. UGI® HT286 合金 - 退火与冷拔态高性能应用
  9. UGI® HT286 退火态:适用于极低温至 700°C 的高性能奥氏体合金
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