UGIMA® 4362 – 热轧固溶退火双相不锈钢,优异可加工性
产品概述
UGIMA® 4362 属奥氏体-铁素体双相不锈钢,因刀具磨损减少和切屑断裂性改善,可加工性优于标准 1.4362 (UGI® 4362)。符合 EN 10088-3 中 1.4362 规范,保留 UGI 4362 所有优势:
- 抗拉强度和屈服强度显著高于标准 1.4404 (316L) 甚至 1.4406 (316LN)
- 耐腐蚀性 ≥ 标准 1.4404 (316L)
该部分铁素体钢级具有延性-脆性转变温度,大截面棒材限制其低温应用。
化学成分经优化,950–1050 °C 固溶处理快冷后获得 45–70% 铁素体双相组织。低 Mo 含量使其对脆性金属间相 (σ, X) 析出不敏感,σ 相仅在 700 °C 保持 20 小时后出现。但 α' 相在 350–550 °C 析出仍可能导致脆性,故使用温度限制在 300 °C 以下。
物理性能
| 属性 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.8 g/cm³ |
机械性能
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 夏比缺口冲击能量 | – | 100 J | 最小值 |
| 弹性模量 | 20 °C | 200 GPa | |
| 100 °C | 194 GPa | ||
| 200 °C | 186 GPa | ||
| 300 °C | 180 GPa | ||
| 延伸率 | – | 25 % | 最小值 |
| 布氏硬度 | – | 260 HB | 最大值 |
| 抗拉强度 | – | 600.0 – 830.0 MPa | 最小值 |
热学性能
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 20–100 °C | 0.000013 1/K | |
| 20–200 °C | 0.0000135 1/K | ||
| 20–300 °C | 0.000014 1/K | ||
| 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
| 属性 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20 °C | 8×10⁻⁷ Ω·m |
| 100 °C | 8.5×10⁻⁷ Ω·m | |
| 200 °C | 9×10⁻⁷ Ω·m | |
| 300 °C | 1×10⁻⁶ Ω·m |
化学成分
| 元素 | 含量 | 备注 |
|---|---|---|
| 碳 | 0.03 | 最大值 |
| 铬 | 22.0 – 24.0 % | |
| 铜 | 0.1 – 0.6 % | |
| 锰 | 2.0 | 最大值 |
| 钼 | 0.1 – 0.6 % | |
| 镍 | 3.5 – 5.5 % | |
| 氮 | 0.05 – 0.2 % | |
| 磷 | 0.035 | 最大值 |
| 硅 | 1.0 | 最大值 |
| 硫 | 0.015 | 最大值 |
工艺性能
应用领域
凡使用 1.4404 (316L) 之处均可考虑:
- 能源、工艺工业
- 建筑行业
- 食品农业
使用限制:
- 极低温应用(耐性不足)
- 工作温度 >300 °C(长期脆化风险)
疑虑时请咨询供应商。
耐腐蚀性能
UGIMA® 4362 可替代标准 1.4404 用于大多数应用,特别是:
- 建筑行业海洋/城市大气暴露
- 纸浆工业
- 一般化工行业
点蚀
最常见腐蚀类型,主要由氯离子作用于硫化物夹杂引起。按 NF ISO 15158 测定点蚀电位,电位越高耐蚀性越好。测试条件:15–22 mm 拉拔棒横向试样,SiC1200 机械抛光,0.86 mol/L NaCl (30.4 g/L Cl⁻)、35 °C、中性 pH(同 ISO 9227 中性盐雾环境)。
结果:UGIMA® 4362 点蚀电位与 UGIMA® 4404 相当,显著优于部分标准 1.4404。极端侵蚀环境(海水、清洗剂等)请咨询供应商。
应力腐蚀
pH 7、8 ppm 溶解氧氯化水环境,应力低于屈服强度、>1000 小时测试显示,UGIMA® 4362 应力腐蚀抗力优于标准 1.4404。可在 130 °C 以下无应力腐蚀风险使用,而 1.4404 极限仅 50 °C。
可加工性
热轧棒材
车削 VB15/0.15(粗车生产率代表): UGIMA® 4362 切削条件比标准 1.4362 平均提升 6.5%,高于标准 1.4404,接近 UGIMA® 4404HM。两款 CNMG 120408 参考刀片的平均测试值见右图。
切屑断裂区 (CBZ,代表切屑缠绕停机能力): UGIMA® 4362 短切屑工况数显著高于标准 1.4362,达到标准 1.4404 水平,略低于 UGIMA® 4404HM。详见右侧图表(两款参考刀片、各钢级在测试工况下的短/中/长切屑条件数)。
钻削: 对比 UGI 4362、标准 1.4404、UGIMA® 4404HM,使用两种钻头:
- HSS 钻头 4 mm,无内冷(乳化液)
- 整体涂层硬质合金钻头 6 mm,内冷(乳化液)
定义最大切屑流率(单位时间可产生的最大切屑量,对应 HSS 1140 孔/>18 m,硬质合金 516 孔/>12 m,流率越高越好)。
- 4 mm HSS 无内冷:UGIMA® 4362 最佳工作区更宽,最大切屑流率高于 UGI 4362 和 UGI 4404,接近 UGIMA® 4404HM
- 6 mm 涂层硬质合金内冷 (15 bar):UGIMA® 4362 最佳工作区比 UGI 4362 宽,最大切屑流率与 UGI 4404 相当,但仍显著低于 UGIMA® 4404HM
冷拉拔棒材(走心机加工)
TORNOS SIGMA 32 走心机测试对比 UGIMA® 4362、UGI 4404、UGIMA® 4404HM(注:UGI 4362 切屑极差,多数工况无可靠结果)。
- 车削 VB15/0.25(粗车生产率): UGIMA® 4362 高于标准 1.4404(生产率约 +6%),但显著低于 UGIMA® 4404HM(–14%)。CCMT 09T308 参考刀片测试结果见右图
- 轴向钻削(涂层硬质合金钻头、内冷、1000 孔/4D): 最大切屑流率与 UGI 4404 持平,比 UGIMA® 4404HM 低 10%
- 切断(G96 恒线速度、同一切削速 60 m/min、1000 次不换刀): UGIMA® 4362 最大进给量显著优于 UGI 4404,与 UGIMA® 4404HM 持平
热处理
固溶退火: 950–1050 °C 后快速空冷或水冷。用于热/冷成形后恢复延展性。
热成形
锻造: 950–1250 °C 锻造性尚可,低于标准奥氏体钢 (1.4301, 1.4404)。高温延展性更好(铁素体含量随温升增加)。此温度区间双相钢强度低于奥氏体钢,工具载荷较低,有时需防止蠕变。锻后须快速冷却至 900 °C 以下防止 σ 相析出(空冷/水淬),此时固溶退火非强制。终锻温度 900–950 °C 因加工硬化会提高抗拉性能 (Rm, Rp0.2)。
供货规格
| 产品 | 形状 | 表面 | 公差等级 | 尺寸 (mm) |
|---|---|---|---|---|
| 热轧棒材 | 圆形 | 热轧去鳞 | 13 | 22–120 |
| 冷轧棒材 | 圆形 | 冷精整拉拔 / 冷精整机加工 / 磨光 | H9 / H10 / H9 | 5–28 / 22–70 / 22–120 |
其他产品和尺寸请咨询供应商。
焊接
同 UGI 4362,可摩擦焊、电阻焊、电弧焊(含/不含填充丝:MIG/TIG/药皮焊条/等离子/埋弧等)、激光、电子束焊。因无 Mo,UGIMA® 4362 与其他双相钢不同,焊接时 σ 相析出风险极低,操作性接近 304L/316L 奥氏体钢,甚至更不易热裂。
为优化焊缝韧性,强烈建议选择最大化焊接能量的参数,以限制焊缝金属区 (WMZ) 和热影响区 (HAZ) 的铁素体量。
可选填充丝(按所需力学性能和焊接耐蚀性):
- ER 2307 / 23.7NL / UGIWELD® 23.7NL
- ER 2209 / 22.9.3NL / UGIWELD® 45N
- ER 309LSi / 23.12LSi / UGIWELD® 309LM
不建议焊前预热。焊后不热处理(必要时可按“热处理”段固溶退火)。
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