UGI®347H / UGI®4550：450-850°C高温应用的铌稳定奥氏体钢
UGI®347H / UGI®4550 是一种以铌(Nb)稳定的奥氏体不锈钢，专为高温应用（高达850°C）设计。在450-850°C温度范围内，其高温力学性能和晶间腐蚀抗性均优于304/1.4301钢。
微观结构
UGI®347H / UGI®4550 的微观结构由奥氏体基体组成。铌以碳化物沉淀物或氮化铌形式存在。视直径而定，可能保留少量残余铁素体。材料页面右侧可查看微观结构示例。
性能参数
通用性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.9 g/cm³ |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 夏比冲击能量 (V型缺口) | -196 °C | 80 J | 最小值 |
| 夏比冲击能量 (V型缺口) | 20 °C | 100 J | 最小值 |
| 弹性模量 | 20 °C | 200 GPa | - |
| 弹性模量 | 100 °C | 194 GPa | - |
| 弹性模量 | 200 °C | 186 GPa | - |
| 弹性模量 | 300 °C | 179 GPa | - |
| 弹性模量 | 400 °C | 172 GPa | - |
| 弹性模量 | 500 °C | 165 GPa | - |
| 断后伸长率 | - | 40 % | 最小值 |
| 布氏硬度 | - | 230 | 最大值, HBW |
| 抗拉强度 | - | 540 - 740 MPa | - |
热学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 0.000016 1/K | 20-100°C |
| 热膨胀系数 | 0.0000165 1/K | 20-200°C |
| 热膨胀系数 | 0.000017 1/K | 20-300°C |
| 热膨胀系数 | 0.0000175 1/K | 20-400°C |
| 热膨胀系数 | 0.000018 1/K | 20-500°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 | 7.3e-07 Ω·m |
化学成分
| 元素 | 含量 | 备注 |
|---|---|---|
| 碳 | 0.04 - 0.06 % | - |
| 铬 | 17.0 - 19.0 % | - |
| 铜 | 0.75 | 最大值 |
| 锰 | 0.5 - 2.0 % | - |
| 钼 | 0.7 | 最大值 |
| 镍 | 9.0 - 11.0 % | - |
| 铌 | 0.4 - 1.0 % | 最大值 & 最小值: 10×C |
| 磷 | 0.035 | 最大值 |
| 硅 | 0.2 - 0.75 % | - |
| 硫 | 0.015 | 最大值 |
工艺性能与应用
应用领域
- 高温工业用膨胀节和设备
- 锅炉和焚烧炉部件
- 高温过滤元件
- 排气系统热端部件
- 航空发动机部件
冷成形
拉拔、成型、冲压
UGI®347H / UGI®4550 适合常规冷加工工艺，可轻松拉伸和拉拔，截面减少率高达80%。
冷镦
因铌的存在，UGI®347H 具有细晶结构，特别适合冷/温镦锻。其细小均匀的结构可实现冷镦时的均匀变形。
耐腐蚀性能
UGI®347H 具有优异的晶间腐蚀抗性，优于1.4301 (AISI 304)，特别适合450-850°C温度范围的应用。
点蚀腐蚀
在5% NaCl环境、35°C、pH 6.6条件下按ISO 15158测试，UGI®347H 的点蚀电位为240±20 mV/SCE，与标准奥氏体钢(220±5 mV/SCE)相当。
晶间腐蚀
因铌的存在，相比标准1.4301奥氏体钢，其致敏风险显著降低。干燥空气中最高工作温度850°C，但水蒸气或硫化物等腐蚀性气体存在时会降低。
应力腐蚀
与标准1.4301/1.4307奥氏体钢类似，UGI®347H 约50°C以上易受氯离子应力腐蚀开裂。
通用切削加工性
车削
UGI®347H / UGI®4550 的切削加工性类似于低硫304/1.4301钢。为维持同等刀具寿命，切削参数(速度/进给)需降低约10-15%。在切屑断裂性方面，与低硫304/1.4301非常相似。
热处理
固溶退火
1000-1100°C保温后空冷或水冷。此处理可消除加工硬化，使钢材获得最低力学性能水平。
稳定化处理
为完全析出碳氮化铌(Nb(C,N))，可进行稳定化处理(如焊接前)，以提高晶间腐蚀抗性。处理温度815-870°C，每毫米厚度至少5分钟，随后炉冷或空冷(ASTM A182标准建议)。
热成形
锻造
UGI®347H / UGI®4550 可无特殊预防措施锻造。建议加热温度1150-1250°C，终锻温度优选>950°C。与所有奥氏体不锈钢一样，变形所需力远高于碳钢。部件可空冷或水冷。
供货形式
| 产品 | 形状 | 表面 | 公差 | 尺寸 |
|---|---|---|---|---|
| 棒材 | 圆形 | 轧制去鳞 | 12-13 | 22-130 mm |
| 圆形 | 车削抛光 | 9-11 | 22-130 mm | |
| 圆形 | 拉拔 | 8-9 | 1.8-55 mm | |
| 圆形 | 磨削 | 6-9 | 1.5-80 mm | |
| 六角形 | 拉拔 | 11 | 3-55 mm | |
| 线材 | 圆形 | 酸洗 | - | 5.0-32 mm |
| 拉拔丝 | 圆形 | 非抛光 | - | 0.5-16 mm |
| 异形 | 亮面 | - | 2-70 mm² |
其他规格请咨询供应商。
焊接
UGI®347H / UGI®4550 可采用大多数电弧焊工艺焊接(有无填充金属均可)：电阻焊、电子束焊、摩擦焊、激光焊等。不推荐氧乙炔焊。
如需填充金属，应使用与UGI®347H / UGI®4550成分匹配的焊材，如UGIWELDTM 347 (TIG/EE)或347M (MIG)，以确保焊缝区具有同等耐腐蚀性。
MIG/TIG焊接时，氩基保护气(可部分替换为氦)不得含氮，否则焊缝区将失去铌稳定化，高温使用时会丧失晶间腐蚀抗性。
高温使用的焊接件建议进行碳氮化铌析出热处理(约850°C，详见"稳定化处理"章节)。
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